(57)【要約】  カプセル化された発光装置を製作する新規性を有する方法。ＬＥＤチップのカプセル化の間に用いることができる好適な金型離型フィルムは、ＬＥＤチップを囲む保護レンズを形成するために用いられる成形用キャビティの内部に金型離型フィルムが精密に合致する、所望の成形温度に比べて十分に低い弾性係数およびガラス転移温度を有する。本発明の実施形態による好適な離型フィルムは、ＭＦＡを含むペルフルオロアルコキシ重合体またはフッ素化エチレンプロピレンなどの完全フッ素化重合体を備える。【選択図】図１
2015519728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル化された発光装置を製作する方法であって、
支持構造上に取り付けられた複数のカプセル化されていない発光素子を設けるステップと、
前記発光素子の周囲に形成されるカプセル材料の形状を規定する複数の空隙を有する金型を設けるステップと、
前記空隙を覆う離型フィルムを設けるステップであって、前記離型フィルムは完全フッ素化重合体を備えるステップと、
前記空隙の内部に前記離型フィルムを合致させるステップと、
前記空隙内部のスペースの中にポッティング材料を導入するステップであって、前記離型フィルムは前記ポッティング材料が前記空隙の前記内部と接触するのを防止するステップと、
前記カプセル化されていない発光素子が前記空隙内にあると共に前記ポッティング材料によって囲まれるように、前記カプセル化されていない発光素子を配置するステップと、
前記発光素子をカプセル化するために前記空隙内の前記発光素子と前記離型フィルムとの間のスペース内の前記ポッティング材料を硬化するステップと、
前記金型および前記離型フィルムから前記カプセル化された発光素子を取り外すステップと
を備える方法。
【請求項２】
樹脂レンズによってカプセル化された発光素子を含む発光装置を製造する方法であって、
支持構造上に取り付けられた発光素子を設けるステップと、
発光素子の周囲に形成されるレンズの形状を規定する空隙を有する金型を設けるステップと、
前記空隙を覆う離型フィルムを設けるステップであって、前記離型フィルムはペルフルオロアルコキシ重合体またはフッ素化エチレンプロピレンを備えるステップと、
前記空隙の内部に前記離型フィルムを合致させるステップと、
前記空隙内部のスペースの中に樹脂を導入するステップであって、前記離型フィルムは前記樹脂が前記空隙の前記内部と接触するのを防止するステップと、
前記発光素子が空隙内にあると共に前記樹脂によって囲まれるように、前記発光素子を配置するステップと、
前記発光素子をカプセル化するレンズを形成するために前記空隙内の前記発光素子と前記離型フィルムとの間のスペース内の前記樹脂を硬化させるステップと、
前記金型および前記離型フィルムから前記カプセル化された発光装置を取り外すステップと
を備える方法。
【請求項３】
発光装置を製造するための装置であって、
レンズ形状を規定する複数の空隙を有する金型と、
前記複数の空隙上の金型離型フィルムをスクロールするための巻き取りリールと、
前記複数の空隙の中にシリコーン樹脂を導入するためのディスペンサと、
前記空隙の内部に前記離型フィルムを形成するために前記複数の空隙に対して減圧を印加するための減圧システムと、
前記金型離型フィルムの供給源であって、前記金型離型フィルムは完全フッ素化重合体フィルムのロールを備える、供給源と
を備える装置。
【請求項４】
カプセル化された発光装置を製作する方法であって、
支持構造上に取り付けられた複数のカプセル化されていない発光素子を設けるステップと、
前記発光素子の周囲の熱硬化可能な樹脂から形成されるカプセル材料の形状を規定する複数の空隙を有する金型を設けるステップと、
空隙を覆う離型フィルムを設けるステップであって、離型フィルムは、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数と、前記熱硬化可能な樹脂の硬化温度未満であるガラス転移温度と、少なくとも９５度の水との接触角と、２５ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーとを有するフッ素化重合体のグループから選択される、ステップと、
空隙の内部に離型フィルムを合致させるステップと、
前記空隙内部のスペースの中に熱硬化可能な樹脂を導入するステップであって、前記離型フィルムは前記ポッティング材料が前記空隙の前記内部と接触するのを防止するステップと、
前記カプセル化されていない発光素子が前記空隙内にあると共に前記熱硬化可能な樹脂によって囲まれるように、前記カプセル化されていない発光素子を配置するステップと、
前記樹脂の硬化温度まで前記金型を加熱することによって、前記空隙内の前記発光素子と前記離型フィルムとの間のスペース内の前記熱硬化可能な樹脂を硬化させるステップと、
前記金型および前記離型フィルムから前記カプセル化された発光素子を取り外すステップと
を備える方法。
【請求項５】
前記発光装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、可視光ＬＥＤ、スルーホールＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、高輝度ＬＥＤ、または有機ＬＥＤを備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記樹脂またはポッティング材料は、エポキシ樹脂またはシリコーンを備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記空隙の前記内部に前記離型フィルムを合致させるステップは、前記空隙の前記内部に前記離型フィルムを適合させるために、減圧ポートを通じて前記空隙に対して減圧を印加するステップを備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記フッ素化重合体は、少なくともテトラフロオロエチレン（ＴＦＥ）およびペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の重合から形成されたペルフルオロアルコキシ重合体を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記フッ素化重合体は、ペルフルオロメチルアルコキシ（ＭＦＡ）を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記フッ素化重合体は、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）を備える請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記フッ素化重合体は、少なくとも９３度の水との接触角を有する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記フッ素化重合体は、少なくとも９５度の水との接触角を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記フッ素化重合体は、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記フッ素化重合体は、１５０℃において３５ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記フッ素化重合体は、１５０℃において３０ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記フッ素化重合体は、１５０℃において２５ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記フッ素化重合体は、１００℃未満のガラス転移温度を有する請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記フッ素化重合体は、９０℃未満のガラス転移温度を有する請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記フッ素化重合体は、２５ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有する請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記フッ素化重合体は、２０ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有する請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記フッ素化重合体を備える離型フィルムは、０．２０μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記フッ素化重合体を備える離型フィルムは、０．１５μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項１〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記フッ素化重合体を備える離型フィルムは、０．１０μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の方法によって製作された発光装置。
【請求項２５】
発光装置を製造する際に用いられる金型離型フィルムであって、
完全フッ素化重合体フィルムのロールと、
２００℃を超える溶融温度と、２０ＭＰａ以上の引張強度と、１５０℃において３００％を超える破断伸びとを有する完全フッ素化重合体と
を備える離型フィルム。
【請求項２６】
前記完全フッ素化重合体は、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項２５に記載の離型フィルム。
【請求項２７】
前記完全フッ素化重合体は、１５０℃において３５ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項２５に記載の離型フィルム。
【請求項２８】
前記完全フッ素化重合体は、１５０℃において３０ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項２５に記載の離型フィルム。
【請求項２９】
前記完全フッ素化重合体は、１５０℃において２５ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項２５に記載の離型フィルム。
【請求項３０】
前記完全フッ素化重合体は、１００℃未満のガラス転移温度を有する請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記完全フッ素化重合体は、９０℃未満のガラス転移温度を有する請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記完全フッ素化重合体を備える前記離型フィルムは、０．２０μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記完全フッ素化重合体を備える前記離型フィルムは、０．１５μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記完全フッ素化重合体を備える前記離型フィルムは、０．１０μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記完全フッ素化重合体は、２５ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有する請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記完全フッ素化重合体は、２０ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有する請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記完全フッ素化重合体は、ＭＦＡまたはＦＥＰを含む請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
発光ダイオードをカプセル化するためにシリコンレンズを成型する際に用いられる金型離型フィルムであって、１００℃未満のガラス転移温度と、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数と、０．２０μｍ以下の平均表面粗さとを有するフッ素化重合体フィルムを備える金型離型フィルム。
【請求項３９】
前記フッ素化重合体フィルムは、９０℃未満のガラス転移温度を有する請求項３８に記載の金型離型フィルム。
【請求項４０】
前記フッ素化重合体フィルムは、１５０℃において３５ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項２５〜３９のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４１】
前記フッ素化重合体フィルムは、１５０℃において３０ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項２５〜３９のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４２】
前記フッ素化重合体フィルムは、１５０℃において２５ＭＰａ以下の弾性係数を有する請求項２５〜３９のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４３】
前記フッ素化重合体フィルムは、０．１５μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項２５〜４２のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４４】
前記フッ素化重合体フィルムは、０．１０μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項２５〜４２のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４５】
前記フッ素化重合体フィルムは、完全フッ素化熱可塑性重合体フィルムを備える請求項２５〜４４のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４６】
前記離型フィルムの厚さは、３ミル以下である請求項１〜４５のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４７】
前記フッ素化重合体フィルムは、少なくとも９３度または少なくとも９５度の水との接触角を有する請求項２５〜４６のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４８】
前記フッ素化重合体フィルムは、少なくともテトラフロオロエチレン（ＴＦＥ）およびペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の重合から形成されたペルフルオロアルコキシ重合体を備える請求項２５〜４７のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項４９】
前記フッ素化重合体フィルムは、ペルフルオロメチルアルコキシ（ＭＦＡ）を備える請求項２５〜４７のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項５０】
前記フッ素化重合体フィルムは、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）を備える請求項２５〜４７のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造に関し、特に、カプセル化された発光ダイオードの製造の間の金型離型フィルム（ｍｏｌｄ  ｒｅｌｅａｓｅ  ｆｉｌｍ）の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、従来の白熱電球や蛍光ランプを凌ぐ多くの長所を有するソリッドステート半導体光源である。ＬＥＤのいくつかの有利性は、低消費電力、小型、高速のオン／オフ時間、低い熱放射、長い有効寿命、耐衝撃性、および単純な製作工程を含む。ＬＥＤ装置の生産高は、新しい用途でのＬＥＤ装置の利用によって部分的に駆り立てられる、需要の増加に伴って増加し続ける。
【０００３】
従来のＬＥＤは、概して、半導体チップと、多くの場合エポキシ樹脂またはシリコーンから作られるカプセル化材料と、コンタクトに接合され、かつエンベロープから出現する２本の金属ピンに接続された２つの金極細ワイヤ（ｆｉｎｅ  ｇｏｌｄ  ｗｉｒｅ）を備える電気的接続素子を備える。半導体チップは、電流がｐ−側（またはアノード）からｎ−側（またはカソード）に容易に流れるように、従ってダイオードを構成するように、ｐｎ接合を生成するためにドープされる。電流がダイオード中に流れるとき、電子および正孔の動きは、光子状のエネルギーの放出をもたらす。
【０００４】
図１は、上記の構造を有するダイオード１０２と、２つの外部電極（カソードに接続された）１０４および（アノードに接続された）１０６と、基板１１２上に取り付けられたカプセル化材料１１０とを含む従来のＬＥＤの図である。カプセル化材料は、酸化および水分からダイオードおよび電気的接続を保護することと、耐衝撃性を向上させることと、ＬＥＤによって出力された光のための拡散素子またはレンズとして作用することとを含むいくつかの機能を供給する。
【０００５】
典型的な製作工程は、下記の図２に示される。製作工程において、カプセル化されたＬＥＤ装置は、カプセル化するレンズを構成するために数個取金型を用いて製作される。出願人は、離型フィルムがこのようなレンズの様々な可能性のある製造欠陥に対する有効な構成要素であることを発見した。ＬＥＤカプセル化用の金型離型フィルムとして、エチレン・テトラフロオルエチレン（ＥＴＦＥ）フィルムを用いることが知られている。但し、ＥＴＦＥフィルムは、限られた数のサプライヤからのみ入手可能である。更に、すべてのＥＴＦＥフィルムが、金型離型フィルムとしての使用に適しているとは限らない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
必要なものは、ＬＥＤのカプセル化および製作の間に使用するための代替的な金型離型フィルムである。本発明の実施形態は、従って、ＬＥＤ製造のために利用可能な製品系列も拡張しながら、歩留りおよび製造コストの観点から産業界の要件を満たす金型離型フィルムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好適な実施形態は、カプセル化された発光素子を製作する、新規性を有する方法を対象とする。ＬＥＤチップのカプセル化の間に用いることができる好適な金型離型フィルムは、ＬＥＤチップを囲む保護レンズを形成するために用いられる成形用キャビティの内部に金型離型フィルムが精密に合致する、所望の成形温度に比べて十分に低い弾性係数およびガラス転移温度を有する。
【０００８】
前述のものは、後続する本発明の詳細な説明が一層よく理解されるように、本発明の特徴および技術的な有利性を相当広く概説した。本発明の追加的な特徴および有利性は、以下に記述されることになる。本発明の同一の目的の成し遂げるための他の構造を改善または設計する基礎として、開示された概念および特定の実施形態が容易に利用され得ることは、当業者によって認識されるべきである。また、添付の請求項に記述されるように、このような等価の構造が本発明の精神および範囲から逸脱しないことは、当業者によって理解されるべきである。
【０００９】
本発明およびその有利性の更なる充分な理解のために、以下の記述が、添付の図面と共に参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】旧式の従来技術のＬＥＤの図である。
【図２】カプセル化するレンズを形成するために数個取金型を用いる、カプセル化されたＬＥＤ装置を形成する従来技術の方法を示す。
【図３】本発明の好適な実施形態によるカプセル化された発光装置を製作する方法のステップを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態を実施するために用いることができる従来技術の金型を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付の図面は、縮尺比に従ってスケール変更するように描画されるようには意図されない。図面において、様々な図に示される同一または略同一の構成要素の各々を同様の符号によって表す。明瞭さの目的のために、すべての構成要素をすべての図面においてラベルづけするとは限らない。
【００１２】
本発明の好適な実施形態は、カプセル化された発光素子を製作する、新規性を有する方法を対象とする。ＬＥＤ装置のための典型的な製造工程は、エポキシまたはシリコーンのドーム型レンズ内にＬＥＤ自体をカプセル化するステップを含む。ポッティング材料と呼ばれるカプセル化材料は、水分、衝撃などによる損害からＬＥＤを保護するだけでなく、カプセル化材料は、また、所望の光の波長を適当に伝送しなければならない。カプセル化材料（レンズ）によって光を透過する度合いは、カプセル化材料の選択において重要な考慮事項である。残念なことに、ＬＥＤチップによって生成された光のある量は、材料の屈折率および全内反射の程度により、カプセル化材料内に常に閉じ込められることになる。この閉じ込められた光は、ＬＥＤ装置の光出力を不所望に低減またはさもなければ変化させる。
【００１３】
図２は、カプセル化するレンズを形成するために数個取金型を用いる、カプセル化されたＬＥＤ装置を形成する従来技術の方法を示す。まず、従来技術の方法は、ＰＣＢ基板上に取り付けたＬＥＤチップなど、支持構造２０２上に取り付けた複数の発光素子２０１を準備するステップを備える。上部表面２０５および下部表面２０４をもつ金型もまた準備する。下部表面２０４は、好ましくは、基板上のＬＥＤチップの配置に対応する空隙の配置を伴う、複数の空隙２０６を有する。空隙の形状は、対応する発光素子の周囲に形成されるカプセル化材料またはレンズの形状を規定する。典型的には、空隙は、図１に示すようなドーム型レンズを製作するように成形される。ＰＣＢなどの基板は、金型の下半分内の空隙に面するＬＥＤチップと共に上部金型表面上の所定の位置に（通常は減圧の印加によって）固定される。
【００１４】
その後、空隙２０６は、カプセル化材料が型穴の内部に接着するのを防止するように機能する可撓性の犠牲金型離型フィルム２０８によって覆われ、それにより、金型が再度用いられることを可能にし、かつレンズおよび金型が分離されるときにレンズに対する損傷を防止することも可能にする。離型フィルムは、通常は各空隙内の減圧経路２１０を通じて減圧を印加することによって、空隙の内部に合致される。一旦減圧が印加されれば、空隙の内表面を完全に覆うために、離型フィルムは空隙の中へ引き入れられることになる。従来技術において用いられる１つの一般的な離型フィルムは、フッ素重合体ＥＴＦＥから形成される。離型フィルムは、巻き取りリール２１４に巻かれた使用済み離型フィルムと共に、未使用の離型フィルムのロール２１２から供給することができる。
【００１５】
次に、カプセル化材料２１８（ポッティング材料とも呼ばれる）は、空隙の中へ導入される。典型的なカプセル化材料は、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂とを含む。部分的減圧の下で、ＬＥＤチップまたは他の発光素子２０１は、その後、カプセル化材料２１８が空隙２０６内部のスペースをすべて満たすように、カプセル化材料の中へ押圧される。金型は、その後、カプセル化材料を硬化するためにクランプされて（例えば、３分〜１０分の間１００〜１５０℃に）加熱される。その後、金型を解放することができ、カプセル化されたＬＥＤ装置２２０が金型から取り除かれる。使用済み離型フィルムは、カプセル化工程を繰り返すことができるように、未使用のフィルム２０８の連続的な部分が空隙上で回転される間に、通常は、剥ぎ取りローラ（ｔａｋｅ−ｏｆｆ  ｒｏｌｌｅｒ）２１４に使用済みフィルムを巻くことによって、空隙から取り除くことができる。
【００１６】
図２のプロセスを行なうのに適している成型装置は、例えば、日本の京都のＴＯＷＡ株式会社（ＴＯＷＡ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能である。高輝度ＬＥＤチップは、例えば、台湾の新竹のレクスターエレクトロニクス社（Ｌｅｘｔａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能である。カプセル化材料として使用される適切なシリコーン樹脂は、例えば、米国ミシガン州ミッドランドのダウコーニング社（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）から入手可能である。
【００１７】
出願人は、離型フィルムが、特に製造工程の間の製造不良を低減し、かつ商業上許容可能な歩留りを維持することに関して、カプセル化された発光素子の製造において驚くほど重要な役割を果たすことを発見した。離型フィルムに関連する不良は、離型後にレンズ面が剥れることおよび／または崩壊することを含み得る。いくつかの場合において、歪曲されたレンズ形状が意図的な明瞭なドーム形ではなく、多くの場合描の目に類似しているので、観測された欠陥は、時として「キャットアイ」欠陥と呼ばれるレンズの変形を含み得る。カプセル化されたＬＥＤレンズにおけるこれらの型の欠陥は、従来技術のＥＴＦＥ離型フィルムでさえも見られる。このような欠陥は、カプセル化されたＬＥＤの光透過に影響を与え、それを使用不可能にすることができる。言うまでもなく、高歩留り率（不良の低発生率）は、商業的見地から非常に望ましい。
【００１８】
このような欠陥は、カプセル化されたＬＥＤ製作の間に長らく認識されているが、出願人は、これらの欠陥の根元が型穴に対する離型フィルムの不十分な合致性であると確信する。出願人は、引張強度および寸法安定性のような特性が、観測されたレンズ欠陥に対する強力な相関関係を有するようには驚くほどには見えないこともまた発見した。その代りに、出願人は、弾性係数およびガラス転移温度が更なる有意要因であると確信する。但し、出願人は、本発明の目的の達成のための理論的基礎が本明細書において記述されるが、本発明が理論の正確さに関わらず下記の離型フィルム重合体に有効であることが示されることに言及する。
【００１９】
本発明による好適な金型離型フィルムは、従って、空隙の内部に完全に合致するために十分な弾性を有する好適な材料にとって十分に低い金型温度での弾性係数（Ｅ）を有することになる。好適な金型離型フィルムは、１５０℃において、５０ＭＰａ以下、より好ましくは３５ＭＰａ以下、更に好ましくは３０ＭＰａ以下、更にまた好ましくは２５ＭＰａ以下の弾性係数を有することになる。加えて、本発明による好適な金型離型フィルムは、ゴムプラトーに達するように材料にとって十分に低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することになる。但し、材料がその融点に達するように低く過ぎないガラス転移温度（Ｔｇ）を有することになる。好適な金型離型フィルムは、金型の最高動作温度を超える、例えば２００℃を超える融点と共に、１００℃未満のガラス転移温度、より好ましくは９０℃未満のガラス転移温度を有することになる。
【００２０】
加えて、出願人は、水との接触角もまた好適な金型離型フィルムの有効な特性であると確信する。概して言えば、接触角が高いほど、離型フィルムの界面エネルギーは低く、カプセル化材料と相互に作用するフィルムの能力、またはカプセル化材料に接着するフィルムの能力は低い。好適な金型離型フィルムは、少なくとも９３度の、より好ましくは少なくとも９５度の接触角を有することになる。離型フィルムとカプセル化材料との間の接着力もまた、下部表面エネルギーを有するフィルムを用いることによって最小限にされることになる。ＥＴＦＥ、一般にＬＥＤレンズ製作の間の使用済み離型フィルムの界面エネルギーは、約２５ダイン／ｃｍである。本発明のいくつかの実施形態による好適な離型フィルムは、２５ダイン／ｃｍ未満、より好ましくは２０ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有することになる。
【００２１】
これまで説明されなかったカプセル化不良の課題を解決する観点からそれほど有効でないが、本発明による離型フィルムための望ましい多くの他の特性が更にある。例として、本発明による金型離型フィルムは、好ましくは、２０ＭＰａを超える引張強度および１５０℃で２００％を超える破断伸びを有する。これは、フィルムが変形されたとしても（空隙の内部に合致されるときのように）割れたり、裂けたり、引っ張り過ぎたりすることから防止することができるように十分な量の強度および弾性をもつ金型離型フィルムを提供する。また、同じ理由から、好適な金型離型フィルムは、引張強度および破断伸びが以上に記述された通りである場合であっても製造工程の間に過度に破損されないようにフィルムが十分に強固になるように、十分に厚くなる。適切な厚さの一例は、少なくとも３ミルになるであろう。
【００２２】
最後に、出願人は、可能な限り平滑な表面を有するレンズを製作するために、金型離型フィルムは可能な限り平滑な表面を有することが望ましいこともまた究明した。以上に論じたように、ＬＥＤレンズ上の荒い表面は、ＬＥＤ光源の効力を低減する可能性がある光散乱の一因となる可能性がある。好適な金型離型フィルムは、０．２０μｍ以下、より好ましくは０．１５μｍ以下、更に好ましくは０．１０μｍ以下の平均表面粗さ（Ｓａ）を有することになる。
【００２３】
以上に論じられた所望の特性に一致し、適切な金型離型フィルムを形成することができる材料の好ましい１つのグループは、ペルフルオロアルコキシ重合体、特にペルフルオロメチルアルコキシ（ＭＦＡ）などのある完全フッ素化熱可塑性重合体を含むだろう。ＭＦＡは、少なくともテトラフロオルエチレン（ＴＦＥ）およびペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の重合から形成されたペルフルオロアルコキシ重合体を備える。以上に記述された好適な特性に関して、ＭＦＡは、１５０℃において１７．３ＭＰａの弾性係数と、約８６．７℃のガラス転移温度を有する。出願人によって行われたテストに基づいて、ＭＦＡから形成された好適な金型離型フィルムは、型穴の内部に非常に精密に適合することができる。
【００２４】
適切な完全フッ素化熱可塑性重合体の別の例は、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）になるだろう。以上に記述された好適な特性に関して、ＦＥＰは、テストされた精密な樹脂に応じて、１５０℃において４８〜５０ＭＰａの弾性係数と、約７０℃から１４０℃のガラス転移温度とを有する。これらの値に基づいて、ＦＥＰから形成された好適な金型離型フィルムは、また、型穴の内部に非常に精密に適合することができるだろう。
【００２５】
以下の図表は、（測定値は異なるメーカーまたは程度ためのいくつかの度合いに変化するかもしれないが）ＭＦＡおよびＦＥＰの他の関連する特性を概説する。
【表１】
2015519728.tif 000003
【００２６】
図４は、本発明の好適な実施形態によるカプセル化された発光装置を製作する方法におけるステップを示すフローチャートである。本発明の好適な実施形態の実施ための材料およびステップは、使用される新規性を有する金型離型フィルムを除いて図２に記載された従来技術の工程のためのものと同じである。図４の方法において、製造作業は、ステップ４００において開始する。次に、ステップ４０１において、支持構造上に取り付けられた複数のカプセル化されていない発光素子を設ける。本発明の好適な実施形態において、ＰＣＢ基板上に取り付けられたＬＥＤチップを用いる。ＬＥＤチップは、どのような型または色でもかまわない。また、本発明の実施形態は、高輝度ＬＥＤの用途にも適している。単一の発光素子を用いて、この方法を実施することができるが、ほとんどの場合、多くのＬＥＤが同時に処理されるだろう。
【００２７】
ステップ４０２において、発光素子の周囲で形成されるカプセル化材料の形状を規定する複数の空隙を有する金型を設ける。典型的には、空隙は、図１に示したもののようなドーム型レンズを製作することになるが、任意の所望の形状を用いることができ得る。上記の図２のように、個別の空隙内に各ＬＥＤを配置することができるように、基板上でのＬＥＤ装置の配置は、金型の下半分内の空隙の配置に対応するべきである。ＰＣＢなどの基板は、その後、金型の下半分内の空隙に面するＬＥＤチップと共に、ステップ４０３において上部金型表面上の所定の位置に（通常は減圧の印加によって）固定される。本発明の実施形態の用途に適している金型５０４の下方部分の一例を図５に示す。金型下方部分５０４は、２つの異なるサイズのＬＥＤレンズを形成するための空隙を有する。例えば、径が１．８ｍｍであるレンズを形成するためにより小さな空隙５５２を用いることができ得る一方で、径が２．５ミリメートルであるレンズを形成するためにより大きな空隙５５０を用いることができ得る。
【００２８】
ステップ４０４において、離型フィルムは空隙上に設けられ配置され、本発明の実施形態による好適な離型フィルムは、例えばＭＦＡを含むペルフルオロアルコキシ重合体またはフッ素化エチレンプロピレンなどの完全フッ素化重合体を備える。ステップ４０６において、金型離型フィルムは、好ましくは空隙の各々の中へ離型フィルムを引き下ろす各空隙に対して印加された減圧を手段として（原文では「  ｂｙ  ｗａｙ  ｏｆ  ａ  ｖａｃｕｕｍ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ」）空隙の内部に合致される。次に、ステップ４０８において、樹脂（ポッティング材料）などのカプセル化材料を空隙の各々の中に導入する。いくつかの好適な実施形態において、カプセル化材料を、ランナまたはノズルから金型の下半分の空隙の中に注入することができる。空隙の内壁に適合する離型フィルムは、カプセル化材料が空隙の内部と接触するのを防止する。
【００２９】
ステップ４１０において、発光素子が空隙内にあると共にカプセル化材料によって囲まれるように、発光素子を配置する。これは、金型を閉じることによって成し遂げることができる。金型を閉じると、カプセル化材料の中に発光素子（ＬＥＤチップなど）を押し下げ、それにより、カプセル化材料で空隙を満たす。
【００３０】
ステップ４１２において、金型は、その後、カプセル化材料を硬化するためにクランプされて、（例えば、３分〜１０分の間１００〜１５０℃に）加熱される。一旦硬化が完了すれば、ステップ４１４において、金型は、その後、解放されることができ、金型からカプセル化されたＬＥＤ装置が取り除かれる。ステップ４１６にて追加のＬＥＤがカプセル化されるのであれば、工程はステップ４０１に戻り、そうでなければ、製造工程は、ステップ４１８にて終了する。
【００３１】
本発明の好適な実施形態は、従って、カプセル化された発光素子を製作する新規性を有する方法を対象とし、方法は、
支持構造上に取り付けられた複数のカプセル化されていない発光素子を設けるステップと、
発光素子の周囲に形成されるカプセル材料の形状を規定する複数の空隙を有する金型を設けるステップと、
空隙を覆う離型フィルムを設けるステップであって、離型フィルムは完全フッ素化重合体を備えるステップと、
空隙の内部に離型フィルムを合致させるステップと、
空隙内部のスペースの中にポッティング材料を導入するステップであって、離型フィルムはポッティング材料が空隙内部と接触するのを防止するステップと、
カプセル化されていない発光素子が空隙内にあると共にポッティング材料によって囲まれるように、カプセル化されていない発光素子を配置するステップと、
発光素子をカプセル化するために空隙内の発光素子と離型フィルムとの間のスペース内のポッティング材料を硬化するステップと、
金型および離型フィルムからカプセル化された発光素子を取り外すステップと
を備える。
【００３２】
別の好適な実施形態によれば、樹脂レンズによってカプセル化された発光素子を含む発光装置を製造する方法は、
支持構造上に取り付けられた発光素子を設けるステップと、
発光素子の周囲に形成されるレンズの形状を規定する空隙を有する金型を設けるステップと、
空隙を覆う離型フィルムを設けるステップであって、
離型フィルムはペルフルオロアルコキシ重合体またはフッ素化エチレンプロピレンを備えるステップと、
空隙の内部に離型フィルムを合致させるステップと、
空隙内部のスペースの中に樹脂を導入するステップであって、離型フィルムは樹脂が空隙内部と接触するのを防止するステップと、
発光素子が空隙内にあると共に樹脂によって囲まれるように、発光素子を配置するステップと、
発光素子をカプセル化するレンズを形成するために空隙内の発光素子と離型フィルムとの間のスペース内の樹脂を硬化させるステップと、
金型および離型フィルムからカプセル化された発光装置を取り外すステップと
を備える。
【００３３】
別の好適な実施形態によれば、発光装置を製造するための装置は、
レンズ形状を規定する複数の空隙を有する金型と、
複数の空隙上の金型離型フィルムをスクロールするための巻き取りリールと、
複数の空隙の中へシリコーン樹脂を導入するためのディスペンサと、
空隙の内部に離型フィルムを形成するために複数の空隙に対して減圧を印加するための減圧システムと、
金型離型フィルムの供給源であって、金型離型フィルムは完全フッ素化重合体フィルムのロールを備える、供給源と
を備える。
【００３４】
別の好適な実施形態によれば、カプセル化された発光装置を製作する方法は、
支持構造上に取り付けられた複数のカプセル化されていない発光素子を設けるステップと、
発光素子の周囲の熱硬化可能な樹脂から形成されるカプセル材料の形状を規定する複数の空隙を有する金型を設けるステップと、
空隙を覆う離型フィルムを設けるステップであって、離型フィルムは、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数と、前記熱硬化可能な樹脂の硬化温度未満であるガラス転移温度と、少なくとも９５度の水との接触角と、２５ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーとを有するフッ素化重合体のグループから選択される、ステップと
空隙の内部に離型フィルムを合致させるステップと、
空隙内部のスペースの中に熱硬化可能な樹脂を導入するステップであって、離型フィルムはポッティング材料が空隙内部と接触するのを防止するステップと、
カプセル化されていない発光素子が空隙内にあると共に熱硬化可能な樹脂によって囲まれるように、カプセル化されていない発光素子を配置するステップと、
樹脂の硬化温度まで金型を加熱することによって、空隙内の発光素子と離型フィルムとの間のスペース内の熱硬化可能な樹脂を硬化させるステップと、
金型および離型フィルムからカプセル化された発光素子を取り外すステップと
を備える。
【００３５】
本発明の好適な実施形態において、発光装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、可視光ＬＥＤ、スルーホールＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、高輝度ＬＥＤ、または有機ＬＥＤを備えることができる。また、樹脂またはポッティング材料は、エポキシ樹脂またはシリコーンを備えることができる。
【００３６】
本発明の好適な実施形態において、空隙の内部に離型フィルムを合致させるステップは、空隙の内部に離型フィルムを適合させるために、減圧ポートを通じて空隙に対して減圧を印加するステップを備えることができる。
【００３７】
本発明の好適な実施形態において、フッ素化重合体は、少なくともテトラフロオルエチレン（ＴＦＥ）およびペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の重合から形成されたペルフルオロメチルアルコキシ（ＭＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、および／またはペルフルオロアルコキシ重合体を備えることができる。また、フッ素化重合体は、少なくとも９３度の水との接触角、または少なくとも９５度の水との接触角を有することができる。フッ素化重合体は、１５０℃において、５０ＭＰａ以下、３５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以下、または２５ＭＰａ以下の弾性係数を有することができる。フッ素化重合体は１００℃未満または９０℃未満のガラス転移温度と、２５ダイン／ｃｍ未満または２０ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有する。
【００３８】
本発明の好適な実施形態において、離型フィルムは、０．２０μｍ以下の平均表面粗さ、０．１５μｍ以下の平均表面粗さ、または０．１０μｍ以下の平均表面粗さを有するフッ素化重合体を備える。離型フィルムは、また、完全フッ素化重合体フィルムであって、完全フッ素化重合体は２００℃を超える溶融温度を有する、重合体フィルムと、２０ＭＰａ以上の引張強度と、１５０℃において３００％を超える破断伸びとを備えることができる。好適な実施形態において、離型フィルムは、１５０℃において、５０ＭＰａ以下、３５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以下、または２５ＭＰａ以下の弾性係数を有する完全フッ素化重合体を備える。好適な実施形態において、離型フィルムは、１００℃未満のまたは９０℃未満のガラス転移温度を有する完全フッ素化重合体を備える。離型フィルムは、また、０．２０μｍ以下の平均表面粗さ、０．１５μｍ以下の平均表面粗さ、または０．１０μｍ以下の平均表面粗さを有する完全フッ素化重合体を備えることができる。離型フィルムは、また、２５ダイン／ｃｍ未満または２０ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有する完全フッ素化重合体を備えることができる。好適な実施形態において、完全フッ素化重合体は、ＭＦＡまたはＦＥＰを備える。
【００３９】
本発明の他の好適な実施形態は、金型離型フィルムが１００℃未満のガラス転移温度と、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数と、０．２０μｍ以下の平均表面粗さとを有するフッ素化重合体フィルムを備える発光ダイオードをカプセル化するシリコンレンズを成型する際に用いられる金型離型フィルムを対象とする。好適な実施形態において、フッ素化重合体フィルムは、９０℃未満のガラス転移温度を有する。フッ素化重合体フィルムは、１５０℃において、３５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以下、または２５ＭＰａ以下の弾性係数を有することができる。フッ素化重合体フィルムは、０．１５μｍ以下または０．１０μｍ以下の平均表面粗さを有することができる。フッ素化重合体フィルムは、完全フッ素化熱可塑性重合体フィルムを備えることができる。フッ素化重合体フィルムは、少なくとも９３度または少なくとも９５度の水との接触角を有する。
【００４０】
以上に記述された実施形態のいずれかにおいて、フッ素化重合体フィルムは、少なくともテトラフロオルエチレン（ＴＦＥ）およびペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の重合から形成されたペルフルオロアルコキシ重合体、ペルフルオロメチルアルコキシ（ＭＦＡ）、および／またはフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）を備えることができる。いくつかの好適な実施形態において、離型フィルムの厚さは、上記の特定の実施形態のいずれかに記載されたように、３ミル以下である。
【００４１】
本発明の好適な実施形態は、また、本明細書において記述された方法のいずれかによって製作された発光装置をも含む。
【００４２】
本明細書において記述された本発明は、広範囲の適用可能性を有しており、上記の例に記載されて図示されるような多くの有益性を提供することができる。実施形態は、特定の用途に応じて大幅に変化することになり、すべての実施形態が、有益性の全部を提供することになるとは限らないし、本発明によって達成可能な目的の全部を満たすことになるとは限らない。本発明（ＭＦＡ）を成し遂げるのに適する離型フィルム材料は、例えば、本出願の譲受人から入手可能である。
【００４３】
以下の説明および特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、オープンエンド型で用いられ、従って「…を含むが限定されない」ことを意味することを理解するべきである。いかなる用語もこの明細書内で特別に規定されない限り、用語はその明らかで通常の意味を与えられるということを意図する。添付の図面は、本発明を理解することを支援するように意図され、それ以外に示されない限り、縮尺比に従って拡大縮小するようには描画されない。
【００４４】
本発明およびその有利性を詳細に記述したが、添付の請求項によって規定されるような本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本明細書において記述された実施形態に対して様々な変更、置換、および修正を行なうことができることは理解されるべきである。更に、本出願の範囲を、明細書内に記載されていた工程、機械、製造、合成物、手段、方法、およびステップの特定の実施形態に限定するようには意図しない。当業者は、本発明の開示から容易に認識することになるように、本明細書において記述した対応する実施形態と同一の機能を実質的に行なう若しくは同一の結果を実質的に実現する、現存する若しくは後に開発される工程、機械、製造、合成物、手段、方法、またはステップを、本発明に従って利用してもよい。
従って、添付の請求項は、このような工程、機械、製造、合成物、手段、方法、またはステップを請求項の範囲内に含むように意図される。
【図１】
2015519728.tif 000004
【図３】
2015519728.tif 000005
【図４】
2015519728.tif 000006
【図２】
2015519728.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月2日(2014.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル化された発光装置を製作する方法であって、
支持構造上に取り付けられた複数のカプセル化されていない発光素子を設けるステップと、
前記発光素子の周囲に形成されるカプセル材料の形状を規定する複数の空隙を有する金型を設けるステップと、
前記空隙を覆う離型フィルムを設けるステップであって、前記離型フィルムは完全フッ素化重合体を備えるステップと、
前記空隙の内部に離型フィルムを合致させるステップと、
前記空隙内部のスペースの中に樹脂を導入するステップであって、前記離型フィルムは前記樹脂が前記空隙の前記内部と接触するのを防止するステップと、
前記カプセル化されていない発光素子が前記空隙内にあると共に前記樹脂によって囲まれるように、前記カプセル化されていない発光素子を配置するステップと、
前記発光素子をカプセル化するために前記空隙内の前記発光素子と前記離型フィルムとの間のスペース内の前記樹脂を硬化するステップと、
前記金型および前記離型フィルムから前記カプセル化された発光素子を取り外すステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記フッ素化重合体は、少なくともテトラフロオロエチレン（ＴＦＥ）およびペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の重合から形成されたペルフルオロアルコキシ重合体を備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フッ素化重合体は、ペルフルオロメチルアルコキシ（ＭＦＡ）またはフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）を備える請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記フッ素化重合体は、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数と、１００℃未満のガラス転移温度とを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記フッ素化重合体は、少なくとも９３度の水との接触角を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記フッ素化重合体は、２５ダイン／ｃｍ未満である界面エネルギーを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記フッ素化重合体を備える離型フィルムは、０．２０μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記発光装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、可視光ＬＥＤ、スルーホールＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、高輝度ＬＥＤ、または有機ＬＥＤを備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記樹脂は、熱硬化可能な樹脂を備え、前記フッ素化重合体は、熱硬化可能な樹脂の硬化温度未満であるガラス転移温度を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
発光装置を製造する際に用いられる金型離型フィルムであって、１００℃未満のガラス転移温度と、１５０℃において５０ＭＰａ以下の弾性係数とを有するフッ素化重合体フィルムを備える金型離型フィルム。
【請求項１１】
前記フッ素化重合体フィルムは、０．２０μｍ以下の平均表面粗さを有する請求項１０に記載の金型離型フィルム。
【請求項１２】
前記フッ素化重合体フィルムは、完全フッ素化熱可塑性重合体フィルムを備える請求項１０〜１１のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項１３】
前記フッ素化重合体フィルムは、少なくとも９３度の水との接触角を有する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項１４】
前記フッ素化重合体フィルムは、少なくともテトラフロオロエチレン（ＴＦＥ）およびペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の重合から形成されたペルフルオロアルコキシ重合体を備える請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【請求項１５】
前記フッ素化重合体フィルムは、ペルフルオロメチルアルコキシ（ＭＦＡ）またはフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）を備える請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の金型離型フィルム。
【国際調査報告】
2015519728.tif 000008
2015519728.tif 000009
2015519728.tif 000010