(57)【要約】【課題】ＬＥＤ等の発光素子を直接封止する第１の封止材と、その外側を封止する第２の封止材からなる発光素子モジュールにおいて、第１の封止材と第２の封止材との界面における反射を防止し、発光素子からの光の取り出し効率を向上させる。【解決手段】基体１上の発光素子（ＬＥＤベアチップ２０）が第１の封止材３１及び第２の封止材３１で順次積層されている発光素子モジュール４０において、第１の封止材３１と第２の封止材３２との界面３３にぼかし処理が施されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上の発光素子に第１の封止材及び第２の封止材が順次積層されている発光素子モジュールであって、第１の封止材と第２の封止材との界面にぼかし処理が施されている発光素子モジュール。
【請求項２】
基体表面の第１の封止材の周縁部を囲む領域と第２の封止材の周縁部を囲む領域面に、それぞれ環状凸部が設けられ、第１の封止材及び第２の封止材の光の射出面がドーム形に成形されている請求項１記載の発光素子モジュール。
【請求項３】
環状凸部が、二重の斜面又は垂直面からなる請求項２記載の発光素子モジュール。
【請求項４】
第１の封止材のショアＡ硬度が７０以下、第２の封止材のショアＡ硬度が５０以上である請求項１〜３のいずれかに記載の発光素子モジュール。
【請求項５】
第１の封止材と第２の封止材の屈折率の差が０．０３５以内である請求項１〜４のいずれかに記載の発光素子モジュール。
【請求項６】
基体に発光素子を搭載し、その上に、第１の封止材の未硬化物である第１の封止樹脂材料、及び第２の封止材の未硬化物である第２の封止樹脂材料を順次塗布し、室温〜１２０℃で数分〜数時間おくアニーリングを行うことにより第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料の界面をぼかし、その後、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料を完全に硬化させる発光素子モジュールの製造方法。
【請求項７】
基体が、第１の封止材の周縁部を囲む領域と第２の封止材の周縁部を囲む領域に、それぞれ環状凸部を有する請求項６記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項８】
環状凸部が二重の斜面又は垂直面からなる請求項７記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項９】
基体表面の発光素子を囲む領域に撥油処理を行い、その後、第１の封止樹脂材料及び第２の封止樹脂材料を順次塗布する請求項６〜８のいずれかに記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項１０】
第１の封止樹脂材料の粘度（２５℃）が５０Ｐａ・Ｓ以下、その硬化物のショアＡ硬度が７０以下であり、第２の封止樹脂材料の粘度（２５℃）が０．１〜１０００Ｐａ・Ｓ、その硬化物のショアＡ硬度が５０以上である請求項６〜９のいずれかに記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項１１】
第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料の屈折率の差が０．０３５以内である請求項６〜９のいずれかに記載の発光素子モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上で発光素子を樹脂封止した発光素子モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子は、低消費電力、小型、軽量等の特徴を有し、それを樹脂封止したものは、各種表示灯等に用いられているが、近年青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤが開発され、高輝度化も進んだことから、液晶表示パネル用のバックライト用光源、照明用光源、信号灯等への応用が急速に進み、自動車のヘッドライトへの応用も開発されている。
【０００３】
従来、ＬＥＤの封止材としては、屈折率が１．５３〜１．５７のビスフェノールＡグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が使用されている。しかしながら、ＬＥＤの高輝度化に伴い、ＬＥＤ作動時の温度が上がり、封止材も高温や高輝度の光に曝されるようになると、従来のエポキシ樹脂からなる封止材は耐熱性と耐光性（特に、ＵＶや青色光に対する耐光性）が不十分となって変色を起こすようになり、ＬＥＤの輝度が経時的に低下するという問題がある。この問題に対しては、高透明性のエポキシ樹脂が開発されているが、未だ、十分な耐熱性や耐光性を得るには至っていない。
【０００４】
これに対し、ゲルタイプのシリコーン樹脂が高輝度ＬＥＤに使用されるようになっている。このシリコーン樹脂によれば、エポキシ樹脂に比して耐熱性や耐光性が向上し、さらにゲルタイプであることにより熱応力によるチップの劣化を回避することができる。しかしながら、ゲルタイプのシリコーン樹脂は、硬化後、表面にべたつきがあり、ゴミや埃がつきやすく、また表面に傷もつきやすいため、それを表層として用いるには問題がある。
【０００５】
一方、発光素子を樹脂封止した発光素子モジュールにおいて、発光素子が発した光が封止樹脂と空気との界面で全反射することを防止して光の取り出し効率を上げるため、封止材の外形をドーム形とし、封止材にレンズ機能を付与することがなされている。例えば、環状オレフィン共重合体等の透明樹脂を用いて射出成型法によりドーム形封止材を形成し、この中にゲルタイプのシリコーン樹脂を注入し、その内側の空洞内にＬＥＤチップを固定したものが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
また、基体凹部にＬＥＤベアチップを固定し、その上にゲルタイプのシリコーン樹脂を塗布して硬化させ、一方、ドーム状に中抜となっている型枠内にエポキシ樹脂を充填し、そこにシリコーン樹脂で封止したＬＥＤを被せるように挿入し、型枠内のエポキシ樹脂を硬化させる方法が知られている（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５０９６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の先行技術では、封止材を２層とし、その第２の封止材（外側）として、タックがなく、硬度の高い材料を用いることで、表面にべたつきが生じ易く、また傷がつき易いというシリコーン樹脂特有の問題を解決している。
【０００９】
しかしながら、上述したいずれの方法においても、ＬＥＤベアチップを直接封止する封止材と、ドーム形に成形した封止材との界面でＬＥＤから発した光が反射し、光の取り出し効率を確実に高めることができない。
【００１０】
このような従来技術の問題点に対し、本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を直接封止する第１の封止材と、その外側を封止する第２の封止材からなる発光素子モジュールにおいて、(1)第１の封止材と第２の封止材との界面における反射を防止し、発光素子からの光の取り出し効率を向上させること、(2)封止材中に気泡が含まれないようにすること、さらには、(3)封止材がレンズ機能を有する発光素子モジュールを、型枠を使用せず簡便にコンパクトに製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、ＬＥＤ等の発光素子が第１の封止材と第２の封止材で順次封止されている発光素子モジュールを製造するにあたり、発光素子上に第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料を順次塗布し、それらが完全には硬化していない状態で、双方の封止樹脂材料の界面にぼかし処理を行い、その後これらを硬化させて発光素子モジュールとすることにより、第１の封止材と第２の封止材のぼかされた界面で屈折率が連続的に変化するので、第１の封止材と第２の封止材との界面における反射を防止でき、これにより光の取り出し効率を向上させられること、また、この方法によれば、真空脱泡により気泡を除去できること、さらに、発光素子を搭載する基体を撥油処理することにより、型枠を使用することなく封止樹脂材料をドーム型に成形でき、封止材にレンズ機能を付与できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
即ち、本発明は、基体上の発光素子に第１の封止材及び第２の封止材が順次積層されている発光素子モジュールであって、第１の封止材と第２の封止材との界面にぼかし処理が施されている発光素子モジュール提供する。
【００１３】
また、本発明は、基体に発光素子を搭載し、その上に、第１の封止材の未硬化物である第１の封止樹脂材料、及び第２の封止材の未硬化物である第２の封止樹脂材料を順次塗布し、室温〜１２０℃で数分〜数時間おくアニーリングを行うことにより第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料の界面をぼかし、その後、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料を完全に硬化させる発光素子モジュールの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発光素子モジュールによれば、発光素子を封止する第１の封止材と第２の封止材の界面にぼかし処理が施されているので、そのぼかされた界面で第１の封止材と第２の封止材の屈折率が連続的に変化し、発光素子から発した光が第１の封止材と第２の封止材との界面で反射することを防止できる。したがって、発光素子モジュールの光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の発光素子モジュールの製造方法によれば、第１の封止材と第２の封止材の界面を確実にかつ容易にぼかすことがきる。
【００１６】
さらに、この製造方法によれば、第１の封止材の未硬化物である第１の封止樹脂材料を、硬化物済みの第２の封止材と発光素子の基体との間に注入せず、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料を順次塗布後、それらを硬化させるので、第１の封止樹脂材料中に気泡が生じても、第１の封止樹脂材料の硬化前に真空脱泡を行うことにより容易に気泡を除去することができる。
【００１７】
また、基体表面において、第１の封止材の周縁部を囲む領域及び第２の封止材の周縁部を囲む領域に、それぞれ環状凸部を設け、また、発光素子を囲む領域に撥油処理を施しておくと、型枠を使用することなく、封止樹脂材料をドーム形に成形することが可能となり、簡便な製法で発光素子モジュールの光の取り出し効率を一層向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００１９】
図１は、本発明の発光素子モジュールの一態様であるＬＥＤモジュール４０の断面図である。このＬＥＤモジュール４０は、基体１に接着固定されたＬＥＤベアチップ２０上に第１の封止材３１及び第２の封止材３２が順次積層されたものであり、この第１の封止材３１と第２の封止材３２との界面３３にぼかし処理が施されていることを特徴としている。ここで界面３３にぼかし処理が施されているとは、第１の封止材３１と第２の封止材３２との間に明瞭な界面が存在しないこと、即ち、第１の封止材３１と第２の封止材のぼかされた界面で屈折率が連続的に変化していることをいう。この界面３３のぼかし処理により、ＬＥＤベアチップ２０から発した光が第１の封止材３１と第２の封止材３２との界面３３で反射することを防止し、より多くの光をＬＥＤモジュール４０の外に取り出すことが可能となる。なお、図中、符号７は、ＬＥＤベアチップ２０の電極端子に接続するリード電極である。
【００２０】
このＬＥＤモジュール４０の製造方法としては、例えば、まず基体１にＬＥＤベアチップ２０を接着固定することにより搭載し、次に、ＬＥＤベアチップ２０上に、第１の封止材の未硬化物である第１の封止樹脂材料を塗布することによりＬＥＤベアチップ２０を覆い、次いで、第１の封止樹脂材料を完全硬化させることなく、第１の封止樹脂材料上に、第２の封止材の未硬化物である第２の封止樹脂材料を塗布し、ひきつづき、アニーリングを行って第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料との界面をぼかし、その後、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料を完全に硬化させ、ＬＥＤモジュール４０とする。
【００２１】
ここで、基体１としては、特に制限はなく、従来よりＬＥＤの基体として使用されているＡＢＳ樹脂、ポリフタルアミド等のエンジニアリングプラスチックの射出成型体を使用することができる。この成型体の内部には、リード電極やヒートシンクを内蔵させることができる。また、基体１としては、このような成型体に代えて、リジッド基板やフレキシブル基板を使用することもできる。
【００２２】
基体１の表面には、第１の封止材３１の周縁部及び第２の封止材３２の周縁部を囲む領域に、環状凸部２を形成しておくことが好ましい。これにより、第１の封止樹脂材料や第２の封止樹脂材料が基体１の表面に流れ広がることを防止できる。環状凸部２の具体的な形状は、例えば、図１に示すように、基体１の底面に対して起立した第１の垂直面２ａと第２の垂直面２ｂを有する二重の段差形状としてもよく、図２に示すように、基体１の底面に対して起立した第１の斜面２ｃと第２の斜面２ｄを有する二重の段差形状としてもよく、図３に示すように、断面三角形又は矩形の環状凸部２ｅ、２ｆを隣接させて二重に設けてもよく、図４に示すように、断面三角形又は矩形の環状凸部２ｇ、２ｈを間隙をおいて二重に設けてもよい。また、図５に示すように、単一の斜面を有する環状凸部２ｉを設けてもよい。中でも、環状凸部２としては、構造が単純な点から、図５のように単一斜面を形成することが好ましい。
【００２３】
また、基体１の表面のＬＥＤの搭載部位を囲む領域には、第１の封止樹脂材料及び第２の封止樹脂材料の塗布前に予め撥油処理層３を設け、基体表面の界面張力を低めることが好ましい。これにより、これら封止樹脂材料が基体１の表面に流れ広がることを防止できる。特に、図６に示すように、平坦で環状凸部のない基体１を使用する場合には、この撥油処理が必須である。さらに、第１の封止材３１及び第２の封止材３２を、それぞれ型枠を使用することなく、ドーム形（即ち盾状から半球状）に形成することが可能となる。
【００２４】
撥油処理層３は、基体１の表面に、表面張力の低い撥油剤を塗布し、その被膜を形成することにより設けることができる。ここで、撥油剤としてはフッ素系樹脂が好ましく、これを溶剤で希釈し、塗布、乾燥させることにより簡便に撥油剤の被膜を形成することができる。
【００２５】
フッ素系樹脂の代表例としては、パーフルオロアルキルアクリレートもしくはメタクリレート（アルキル基の炭素数６〜９）のホモポリマーをあげることができる。このホモポリマーは、フッ素系溶剤に溶解させて使用する。また、撥油剤としては、パーフルオロアルキルアクリレートとラウリルアクリレート等の共重合体も使用することができる。この共重合体は、トルエン、メチルエチルケトン等の汎用溶媒を用いて希釈することができる。
【００２６】
なお、基体１の表面の撥油剤の塗布領域は、環状凸部２も含めてＬＥＤの搭載部位を囲む領域とすることができるが、ＬＥＤの搭載部位には塗布しないようにする。ＬＥＤの搭載部位に撥油剤を塗布すると、そこにＬＥＤベアチップを接着固定することが難しくなる。また、ＬＥＤベアチップ２０の表面に塗布すると、撥油剤の屈折率が低いため光取り出し効率が悪くなる。
【００２７】
第１の封止樹脂材料としては、その硬化物（即ち第１の封止材３１）の硬度が、硬くないものが好ましく、より具体的には、ショアＡ硬度で７０以下が好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール４０においてＬＥＤベアチップ２０と第１の封止材３１との間に生じる熱応力を緩和することができ、ＬＥＤベアチップ２０の発光寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。第１の封止材３１の硬度の下限については特に制限はなく、柔らかいゲル状であってもよい。
【００２８】
第１の封止樹脂材料の粘度は、２５℃で５０Ｐａ・Ｓ以下が好ましく、より好ましくは１０Ｐａ・Ｓ以下である。これにより、第１の封止樹脂材料をＬＥＤベアチップ２０上に塗布する際に気泡が発生し難くなり、また、気泡が発生した場合でも、その気泡を真空脱泡等で効果的に除去することができる。
【００２９】
第１の封止樹脂材料の硬化物である第１の封止材３１の屈折率は、光取り出し効率の点から、ＬＥＤベアチップの基板の屈折率（サファイア基板の場合１．７６）と第２の封止材３２の屈折率との間の１．４０〜１．７６とすることが好ましい。したがって、その未硬化物である第１の封止樹脂材料の屈折率としては、これよりも屈折率が０．０１〜０．０３低いものを使用することが好ましい。通常、硬化させることで屈折率は０．０１〜０．０３上昇するからである。
【００３０】
上述の硬度、粘度、屈折率の点から、第１の封止樹脂材料の好適な樹脂の種類としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等をあげることができ、特に、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂が好ましい。
【００３１】
また、第１の封止樹脂材料には、必要に応じて、消泡剤、重合禁止剤、重合開始剤等の添加剤を加えることができる。
【００３２】
第１の封止樹脂材料のＬＥＤベアチップ２０上への塗布方法としては、例えば、シリンジ、ディスペンサー等を用い、ドーム型に盛りつけすることが好ましい。
【００３３】
第１の封止樹脂材料をＬＥＤベアチップ２０上へ塗布した後は、必要に応じて脱泡処理を行う。即ち、第１の封止樹脂材料として、低粘度の樹脂を使用し、さらに消泡剤を添加した場合でも、ＬＥＤベアチップ２０自体の段差部、ＬＥＤベアチップ２０と基体１との接合部周辺、ＬＥＤベアチップ２０と電極との接合部周辺、ボンディングワイヤーの周囲等では、気泡が発生することを完全になくすことは難しい。そこで、脱泡処理により封止樹脂中あるいはその表面に発生した気泡を除去する。
【００３４】
脱泡処理としては、脱泡効果の点から真空脱泡が好ましい。真空脱泡は、第１の封止樹脂材料を塗布した後、これを真空チャンバーなどの中で真空にすることにより気泡を膨張、破裂させる処理である。本発明では、第１の封止樹脂材料をＬＥＤベアチップ２０上に塗布した時点で、その第１の封止樹脂材料が第２の封止樹脂材料の硬化物（第２の封止材３２）で覆われていないので、真空脱泡を容易に行うことができる。
【００３５】
また、第１の封止材３１及び第２の封止材３２をそれぞれドーム形に成形する場合において、第１の封止樹脂材料として、粘度５Ｐａ・Ｓ（２５℃）以下の低粘度樹脂材料を使用した場合には、第１の封止樹脂材料をＬＥＤベアチップ２０上へ塗布した後、それを半硬化させることが好ましい。半硬化により、第１の封止樹脂材料上に第２の封止樹脂材料を塗布した後のそれらの塗布形状をドーム形にすることが容易となる。また、この半硬化により、樹脂の硬化時に生じる収縮の大部分が終了するので、後に完全硬化させた時の応力歪みの発生を最小限に抑えることができる。
【００３６】
この半硬化は、本硬化よりも低温で硬化させたり、少ないＵＶ照射量で硬化させたり、硬化時間を短縮すること等で行い、半硬化の程度は、流動性がなくなる程度が好ましい。
【００３７】
一方、第２の封止材３２は、外装機能とレンズ機能を備えるように形成する。レンズ機能にとって重要な特性の１つは、光の外部取り出し効率を最大限高めることである。そのため、第２の封止材３２はドーム形、特に、半球状に形成することが好ましい。
【００３８】
型枠を用いることなく、半球状に形成するため、第２の封止樹脂材料としては、粘度（２５℃）を、好ましくは０．１〜１０００Ｐａ・Ｓとする。第２の封止樹脂材料の粘度がこれよりも低いと、第１の封止樹脂材料の塗布形状にもよるが、第２の封止樹脂材料を第１の封止樹脂材料上に塗布する際に、第２の封止樹脂材料が流れ易くなり、半球状になりにくい。
【００３９】
第２の封止樹脂材料を半球状に成形するため、第１の封止樹脂材料をドーム形に成形する場合と同様に、基体１の表面には、第２の封止樹脂材料の周縁部を囲むように環状凸部２ｂを設けておくことが好ましく、また、撥油処理をしておくことが好ましい。なお、撥油処理は、必ずしも、第１の封止樹脂材料の周縁部と第２の封止樹脂材料の周縁部の双方に施しておく必要はなく、例えば図７に示すように、第２の封止樹脂材料の周縁部にのみ施してもよい。また、封止樹脂材料の粘度が高く、塗布時の広がりが少ない場合には、撥油処理を完全に省略してもよい。
【００４０】
第２の封止材３２の屈折率は、ＬＥＤモジュール４０の光の外部取り出し効率を高めるため、第１の封止材３１の屈折率と第２の封止材３２の屈折率との差が小さくなるように設計することが好ましく、より具体的には、０．０３５以内とすることが好ましい。双方の封止材の屈折率の差が大きいと、それらの界面で反射もしくは屈折が起こり、設計通りの放射特性が得られなかったり、光取り出し効率が低下するという問題が生じる。
【００４１】
また、第２の封止材３２の屈折率は、第１の封止材３１の屈折率に比して小さくても大きくてもよい。そこで、第２の封止材３２の屈折率は、より具体的には、第１の封止材３１の屈折率が、例えば１．４３である場合に、１．３９５〜１．４６５とすることが好ましい。
【００４２】
第２の封止材３２の外装機能としては、第２の封止材の硬化後に通常の使用条件下で変形しない程度の剛性を有することが必要であり、例えば、ショアＡ硬度で３０以上であることが好ましく、５０以上がより好ましい。また、表面がドライタッチであり、ゴミ等が付着しにくいことが必要とされる。
【００４３】
第２の封止材３２を形成する第２の封止材樹脂材料の樹脂成分の好適な例としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、環状オレフィン樹脂等をあげることができ、特に、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。
【００４４】
ただし、第２の封止樹脂材料としては、第１の封止樹脂材料との界面がアニーリングにより十分にぼかされるものを使用することが必要である。そのため、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料としては、次の少なくとも１つの条件を満たすものを選択する。
【００４５】
(1)第１の封止樹脂材料に含まれる１つ以上の成分と第２の封止樹脂材料に含まれる１つ以上の成分とが互いに相溶性であること
(2)第１の封止樹脂材料に含まれる１つ以上の成分と第２の封止樹脂材料に含まれる１つ以上の成分とが化学結合を形成すること
(3)第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料の少なくとも一方に相溶化剤が含まれていること。ここで、相溶化剤としては、第１の封止樹脂材料に相溶な成分Ａと第２の封止樹脂材に相溶な成分Ｂとからなる、(a)グラフトポリマー、ブロックポリマー、コポリマー等、(b)界面活性剤、(c)シランカップリング剤等をあげることができる。
【００４６】
これに対し、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料とが全く非相溶である場合（例えば、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂）、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料の硬化系が反応し合わない場合（例えば、シリコーン樹脂をヒドロシリル化で硬化させ、エポキシ樹脂を酸無水物で硬化させる場合）、さらに相溶化剤の添加もない場合には、第１の封止材と第２の封止材との界面をアニーリングにより十分にぼかすことができない。
【００４７】
アニーリングは、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料とを積層後、それらの硬化前に行う。これにより、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料との界面がぼかされ、急激な屈折率の変化が無くなり、これらの界面での反射を防止し、光の取り出し効率を上げることが可能となる。
【００４８】
アニーリングは、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂が完全には硬化しない条件で行うことが重要である。通常、室温〜１２０℃で数分〜数時間、より好ましくは４０〜８０℃で１０分〜１時間おくことにより行い、特に、ラジカル硬化がなされる場合には、例えば、温度６０℃以下の低めの温度設定で行う。
【００４９】
アニーリング後に行う、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料との完全硬化は、ＵＶ硬化、熱ラジカル硬化、光酸化硬化、ヒドロシリル化硬化等により行うことができる。なお、ガスや溶剤を発生する硬化方法は好ましくない。
【００５０】
完全硬化後の、第１の封止材と第２の封止材との界面のぼかしの程度は次のように評価することができる。図１１のように発光素子モジュールをＡ−Ｂ面及びＡ’−Ｂ’面でカットして評価用モジュール５０を作製し、これに図１２のように、光線Ｌ0 を、第１の封止材３１との第２の封止材３２と界面３３に対する入射角θが６０°となるように投光する。入射光Ｌ0は界面３３で透過光Ｌ1と反射光Ｌ2に分かれるが、この反射光Ｌ2の光線量を測定する。ここで、カット面での入射光Ｌ0の反射を防止するため、カット面は入射光Ｌ0に対して垂直となるように形成する。
【００５１】
界面３３が全く存在しない場合には、反射光Ｌ2は生じないが、界面３３が明瞭に存在するほど反射光Ｌ2 の光量は多くなる。そこで、入射光Ｌ0 の光線量に対して界面３３で反射した光Ｌ2 の光線量が５％以下の場合に、第１の封止材３１と第２の封止材３２との界面３３が十分にぼかされていると評価する。
【００５２】
なお、前述のように本発明では第１の封止材と第２の封止材の屈折率の差を、好ましくは０．０３５以内と小さくするので、入射角θを６０°とすると全反射は生じない。また、第１の封止材と第２の封止材の界面がぼかされているので、第１の封止材と第２の封止材の屈折率の差の具体的数値や大小関係によらず、入射光Ｌ0 の光量に対する反射光Ｌ2 の光量は５％以下となる。
【００５３】
本発明の発光素子モジュールは、種々の態様をとることができる。例えば、基体１とＬＥＤベアチップ２０は直接的に接合されていなくてもよく、別途シリコン等で作製された回路基板を介して基体１とＬＥＤベアチップ２０を間接的に接合してもよい。この場合、ＬＥＤベアチップ２０と回路基板とは、フリップチップ等のバンプ接合がなされ、回路基板と基体１とは、金線接合がなされる。
【００５４】
また、基体１とＬＥＤベアチップ２０との間に間隙があく場合に、その間隙を第１の封止材３１で充填してもよいが、アンダーフィル用封止樹脂を別途用意し、アンダーフィル用封止樹脂で充填してもよい。アンダーフィル用封止樹脂の特性としては、高熱伝導性、耐熱性であることが好ましく、このような樹脂としては、例えば、アルミナ粉末を充填したシリコーン樹脂等を使用することができる。
【００５５】
また、基体１の表面には、適宜反射板を設けてもよく、複数のＬＥＤベアチップを並べて封止してもよい。
【００５６】
発光素子としては、ＬＥＤの他、ＥＬ素子等を設けることができる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００５８】
実施例１
（１）第１の封止樹脂材料の調製
9,9-ビス(4-(2-アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン（大阪ガスケミカル社、BPEF-A）２５重量部とフェノキシエチルアクリレート７５重量部と配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースペシャリティーケミカルズ、ダロキュア1173）１重量部を加え、第１の封止樹脂材料とした。
【００５９】
得られた第１の封止樹脂材料は、粘度６０ｍＰａ・Ｓ（２５℃）、屈折率１．５３９であり、それをハロゲンランプで照射（積算光量１Ｊ／ｃｍ2 ）して硬化させた硬化物は、ショアＡ硬度が７０であった。
【００６０】
（２）第２の封止樹脂材料の調製
9,9-ビス(4-(2-アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン（大阪ガスケミカル社、BPEF-A）５０重量部とイソボルニルアクリレート５０重量部とを配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースペシャリティーケミカルズ、ダロキュア1173）１重量部を加え、第２の封止樹脂材料とした。
【００６１】
得られた第２の封止樹脂材料は、粘度４５０ｍＰａ・Ｓ（２５℃）、屈折率１．５４１であり、それをハロゲンランプで照射（積算光量１Ｊ／ｃｍ2 ）して硬化させた硬化物は、ショアＡ硬度が９７であった。
【００６２】
（３）ＬＥＤモジュールの製造
図８Ａ〜図８Ｆに示したように、ＬＥＤを樹脂封止したＬＥＤモジュール４１を得た。
【００６３】
即ち、ＡＢＳ樹脂を削り出すことにより、６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍ（厚）の基体１Ａを得、この基体の中央部に直径２ｍｍの穴を開け、この基体１の穴に直径２ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの銅製の円柱４を嵌め込んだ（図８Ａ）。次に、基体１Ａの上面に幅０．７５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの三角溝５ａ、５ｂを環状に二重に掘り、さらに幅０．７５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの溝６を堀り（図８Ｂ）、その溝６に電極７ａをはめ込んだ（図８Ｃ）。
【００６４】
そして、１．００ｍｍ角の緑色ＬＥＤベアチップ２０を導電性接着剤で銅製の円柱４上に接着し、金線２１のワイヤーボンディングでＬＥＤベアチップ２０と電極７ａを接続した。
【００６５】
次に、基体１Ａに、第１の封止樹脂材料３１0 を内側の溝５ａまでシリンジを用いて盛りつけ（図８Ｄ）、真空脱泡により気泡を取り除き、再度第１の封止樹脂材料３１0 を盛り足し、ＵＶを０．１Ｊ照射して半硬化させた。その後、直ちに第２の封止樹脂材料材３２0 を第１の封止樹脂材料３１0 の上に外側の溝５ｂまで盛りつけ（図８Ｅ）、６０℃１０分のアニーリングを行うことにより第１の封止樹脂材料３１0 と第２の封止樹脂材料３２0 との界面３３0 をぼかし、引き続き１ＪのＵＶを照射して第１の封止樹脂材料３１0 と第２の封止樹脂材料３２0 を完全に硬化させ、ＬＥＤモジュール４１を得た（図８Ｆ）。
【００６６】
このＬＥＤモジュール４１の第１の封止材３１と第２の封止材３２中の気泡の有無を光学顕微鏡により調べたところ、気泡は認められなかった。
【００６７】
また、光の取り出し総量を積分球による総光量の測定により調べたところ、ベアチップの２．５倍であった。
【００６８】
比較例１
実施例１において、第２の封止樹脂材料材３２0 を第１の封止樹脂材料３１0の上に盛りつけた後、アニーリングを行うことなく、直ちに双方の封止樹脂材料を完全硬化させた以外は、実施例１と同様にしてＬＥＤモジュールを作製した。
【００６９】
このＬＥＤモジュールの光の取り出し総量を実施例１と同様に調べたところ、ベアチップの１．９５倍であった。
【００７０】
実施例２
（１）第１の封止樹脂材料の調製
9,9-ビス(4-(2-アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン（大阪ガスケミカル社、BPEF-A）１２．５重量部とパラクミルフェノキシエチルアクリレート（東亞合成社、アロニックスM110）１２．５重量部とフェノキシエチルアクリレート７５重量部を配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースペシャリティーケミカルズ、ダロキュア1173）１重量部を加え、第１の封止樹脂材料とした。
【００７１】
得られた第１の封止樹脂材料は、粘度５０ｍＰａ・Ｓ（２５℃）、屈折率１．５３１であり、それをハロゲンランプで照射（積算光量１Ｊ／ｃｍ2 ）して硬化させた硬化物は、ショアＡ硬度が６５であった。
【００７２】
（２）第２の封止樹脂材料の調製
9,9-ビス(4-(2-アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン（大阪ガスケミカル社、BPEF-A）４５重量部とパラクミルフェノキシアクリレート（東亞合成社、アロニックスM110）４５重量部とトリメチロールプロパントリアクリレート１０重量部を配合し、これに重合開始剤（チバイガイギースペシャリティーケミカルズ、ダロキュア1173）１重量部を加え、第２の封止樹脂材料とした。
【００７３】
得られた第２の封止樹脂材料は、粘度５０００ｍＰａ・Ｓ（２５℃）、屈折率１．５６５であり、それをハロゲンランプで照射（積算光量１Ｊ／ｃｍ2 ）して硬化させた硬化物は、ショアＡ硬度が９７であった。
【００７４】
（３）ＬＥＤモジュールの製造
図９Ａ〜図９Ｇに示すように、ＬＥＤベアチップ２０を樹脂封止したＬＥＤモジュール４２を得た。
【００７５】
即ち、ポリイミドからなる両面フレキシブル基板１Ｂの片面をエッチングし、図９Ａに示す回路単位（４ｍｍ×４ｍｍ）を形成した。ここで、符号７ｂ、７ｃは電極であり、中央の電極７ｂはスルーホールにより裏面電極７ｄに接続した。
【００７６】
次に、銀の蒸着により、電極７ｂの周りに反射面８を形成し（図９Ｂ）、さらにその反射面８の周りに撥油剤（３Ｍ社、ＥＧＣ−１７２０）３をコーティングした（図９Ｃ）。
【００７７】
次に、エッチングにより片面に両電極を有する青色ＬＥＤベアチップ２０をフレキシブル基板１Ｂのエッチング面に搭載し、電極７ｂ、７ｃに接続した（図９Ｄ）。
【００７８】
次に、このフレキシブル基板１Ｂの真上に第１の封止樹脂材料３１0 をその直径が３ｍｍになるようにシリンジを用いて盛りつけ（図９Ｅ）、真空脱泡により気泡を取り除き、ＵＶを０．１Ｊ照射して半硬化させた。その後、直ちに第２の封止樹脂材料３２0 を第１の封止樹脂材料３１0 の上に、その直径が３．７５ｍｍとなるように盛りつけ（図９Ｆ）、６０℃１０分のアニーリングを行い、引き続き１ＪのＵＶを照射して第１の封止樹脂材料３１0 と第２の封止樹脂材料３２0 を完全に硬化させ、ＬＥＤモジュール４２を得た（図９Ｇ）。
【００７９】
このＬＥＤモジュール４２の第１の封止材３１及び第２の封止材３２中の気泡の有無を光学顕微鏡により調べたところ、気泡は認められなかった。
【００８０】
また、光の取り出し総量を積分球による総光量の測定により調べたところ、ベアチップの１．７５倍であった。
【００８１】
比較例２
実施例２において、第２の封止樹脂材料３２0 を第１の封止樹脂材料３１0 の上に盛りつけた後、アニーリングを行うことなく、直ちに双方の封止樹脂材料を完全硬化させた以外は、実施例２と同様にしてＬＥＤモジュールを作製した。
【００８２】
このＬＥＤモジュールの光の取り出し総量を、積分球による総光量の測定により調べたところ、ベアチップの１．６５倍でであった。
【００８３】
実施例３
実施例２と同様の回路単位を、縦３個、横４個、合計１２個配列したフレキシブル回路基板１Ｃを作製した。各回路単位に実施例２と同様にして、ＬＥＤベアチップ２０を搭載し、第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料を順次盛りつけ、アニーリング後、硬化させることにより図１０に示すようにアレイ状のＬＥＤモジュール４３を作製した。
【００８４】
このＬＥＤモジュール４３中の各ＬＥＤの光取り出し総量はベアチップに対して平均で１．７５倍であった。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の発光素子モジュールの製造方法は、ＬＥＤ、半導体レーザ、ＥＬ素子等の発光素子を樹脂封止する方法として有用であり、それにより得られた発光素子モジュールは、フラットパネルのバックライト、信号機、光通信等種々の分野で使用される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図２】ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図３】ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図４】ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図５】ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図６】ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図７】ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図８Ａ】実施例１のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図８Ｂ】実施例１のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図８Ｃ】実施例１のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図８Ｄ】実施例１のＬＥＤモジュールの製造工程中の断面図である。
【図８Ｅ】実施例１のＬＥＤモジュールの製造工程中の断面図である。
【図８Ｆ】実施例１のＬＥＤモジュールの製造工程中の断面図である。
【図９Ａ】実施例２のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図９Ｂ】実施例２のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図である。
【図９Ｃ】実施例２のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図である。
【図９Ｄ】実施例２のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図９Ｅ】実施例２のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図９Ｆ】実施例２のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図９Ｇ】実施例２のＬＥＤモジュールの製造工程中の平面図及び断面図である。
【図１０】実施例３のＬＥＤモジュールの平面図である。
【図１１】評価用モジュールの断面図である。
【図１２】界面のぼかしの程度の評価方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１    基体
１Ａ  基体
１Ｂ  フレキシブル基板
２    環状凸部
３    撥油処理層又は撥油剤
４    銅製の円柱
５ａ、５ｂ    三角溝
６    溝
７    電極
７ａ  電極
７ｂ  電極
７ｃ  電極
７ｄ  裏面電極
８    反射面
２０    ＬＥＤ又はＬＥＤベアチップ
２１    金線
３１    第１の封止材
３１0   第１の封止樹脂材料
３２    第２の封止材
３２0   第２の封止樹脂材料
３３    第１の封止材と第２の封止材の界面
３３0   第１の封止樹脂材料と第２の封止樹脂材料の界面
４０、４１、４２、４３    ＬＥＤモジュール
５０    評価用モジュール
【図１】
2008041968.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008041968.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2008041968.tif 000009
【図８Ａ】
2008041968.tif 000010
【図８Ｂ】
2008041968.tif 000011
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
2008041968.tif 000014
【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
2008041968.tif 000016
【図９Ｂ】
2008041968.tif 000017
【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
2008041968.tif 000019
【図９Ｅ】
2008041968.tif 000020
【図９Ｆ】
2008041968.tif 000021
【図９Ｇ】
2008041968.tif 000022
【図１０】
2008041968.tif 000023
【図１１】
2008041968.tif 000024
【図１２】
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