JPS60224250A - 樹脂封止形発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、信頼性および生産性の優れた樹脂封止形光光
装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、種々の表示用材料として実用化されている発光ダ
イオード等の発光装置は、樹脂封止形によって製造され
ている。　このような封止用の樹脂として、液体状のエ
ポキシ樹脂組成物が、電気特性、耐湿性、耐熱性等の特
性が優れていることから、好んで使用されている。　し
かしながら、従来、発光装置の封止に使用されている樹
脂は、加熱硬化型のものであるために、硬化に長時間を
要し、生産性が低いという欠点を有している。

このためアクリル樹脂系やエポキシ樹脂系での光硬化が
一部検討されている。

しかし、発光素子の場合、樹脂中にかなりの量の染料、
顔料等を混入し着色する場合が多いため光が十分樹脂の
内部まで透過せず、硬化が不充分となり信頼性に劣ると
いう欠点があった。

［発明の目的コ 本発明の目的は、上記の欠点を解消し、樹脂の内部まで
速やかに硬化して、信頼性の優れたかつ生産性の高い樹
脂封止形光光装置を提供しようとするものである。

［発明の概要］ 本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、後述するエポキシ樹脂組成物を用いることによ
って前記目的を達成できることを見出したものである。

すなわち、本発明の樹脂封止形発光装置は、発光素子が （ａ　）エポキシ樹脂、 （ｂ）アルミニウム化合物、 （０）光によりシラノール生成するケイ素化合物、又は
光によりルイス酸を生成するヨウ素含有化合物若しくは
イオウ含有化合物、及び （ｄ＞加熱によりシラノールを生成するケイ素化合物 を必須成分とするエポキシ樹脂組成物で封止されてなる
ことを特徴とするものである。

以下において、本発明をさらに詳しく説明する。

本発明に用いる（ａ）エポキシ樹脂としては、例えばビ
スフェノールＡ若しくはビスフェノールＦ又はそられの
ハロゲン化合物とエピクロルヒドリンとの縮合によって
得られるエポキシ樹脂、エポキシ化ノボラック樹脂、エ
ポキシ化クレゾール樹脂、エポキシ変性ポリブタジェン
ゴム、脂環式エポキシ樹脂等が代表的なものであり、こ
れらの１種又は２種以上の混合系として使用される。

更に必要に応じてブチルグリシジルエーテル、フェニル
グリシジルエーテル等の低粘度の反応性希釈剤等を併用
することができる。

本発明に用いる（ｂ）アルミニウム化合物としては、ア
ルコキシ基、フェノキシ基、アシルオキシ基、β−ジケ
トナト基および０−カルボニルフェノラド基等から成る
群より選ばれた有機基を有することが必要である。

前記の有機基中、アルコキシ基としては、例えば、メト
キシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、
ペントオキシ基等が挙げられ；フェノキシ基としては、
例えば、フェノキシ基、０−メチルフェノキシ基、０−
メトキシフェノキシ基、ｐ−二トロフエノキシ基、２．
６−シメチルフエノキシ基等が挙げられ；アシルオキシ
基としては、例えば、アセタト基、プロピオナト基、イ
ソプロピオナト基、ブチラド基、ステアラド基、エチル
アセトアセタト基、プロピルアセドアセクト基、イソプ
ロピルアセドアセクト基、ｎ−プチルアセトアセタト基
、５ｅｃ−プチルアセトアセタト基、ジエチルマロラド
基、ジピバロイルメタナト基等が挙げられ；β−ジケト
ナト基としては、例えば、アセチルアセトナト基、トリ
フルオロアセチルアセトナト基、ヘキサフルオロアセチ
ルアセトナト基等が挙げられ；０−カルボニルフェノラ
ド基としては、例えば、サリチルアルデヒダト基等が挙
げられる。

アルミニウム化合物の具体例としては、トリスメトキシ
アルミニウム、トリスエトキシアルミニウム、トリスイ
ソプロポキシアルミニウム、トリスフェノキシアルミニ
ウム、トリスバラメチルフェノキシアルミニウム、イソ
プロポキシジェトキシアルミニウム、トリスブトキシア
ルミニウム、トリスアセトキシアルミニウム、トリスス
テアラドアルミニウム、トリスブチラドアルミニウム、
トリスプロピオナトアルミニウム、トリスイソプロピオ
ナトアルミニウム、トリスアセチルアセトナドアルミニ
ウム等が挙げられる。　これらのアルミニウム化合物は
、１種もしくは２種以上で使用することが可能であり、
その配合量は、エポキシ樹脂に対してｏ、ｏｏｉ〜１０
重鰻％、更に好ましくは０．０５〜５重量％の範囲内で
ある。　配合量が０．００１重量％未満では十分な硬化
特性が得られず、一方、１０重量％を超えるとコスト高
や電気的特性悪化の原因となり好ましくない。

本発明に用いる（Ｃ）光によりシラノールを生成するケ
イ素化合物としては、ペルオキシシラン基、０−ニトロ
ベンジルオキシ基、α−ケトシリル基のいずれかを有す
るケイ素化合物である。　これらケイ素化合物のうち、
ペルオキシシラン基を有するものは次式 （式中、Ｒ’　、Ｒ２は同−又は異なってもよく、それ
ぞれ、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキ
ル基もしくはアリール基を表し：ｎはＣＮ３の整数を表
す）で示される化合物である。

このようなケイ素化合物の具体例としては、トリフェニ
ルシリルターシャリブチルペルオキシド、ジフェニルシ
リルターシャプリブチルペルオキシド、トリメチルシリ
ルターシャフリブチルペルオキシド、ジフェニルメチル
シリルターシャリブチルペルオキシド等が挙げられる。

　また０−ニトロベンジルオキシ基を有するものは、次
式（式中、Ｒ３，Ｒ’　、Ｒ５は同−又は異なる水素原
子、ハロゲン原子、ビニル基、アリル基、炭素数１〜１
０の非置換もしくは置換アルキル基、炭素数１〜１０の
アルコキシ基、非置換もしくは置換アリール基、アリー
ルオキシ基、シロキシ基を表し；Ｒ６は水素原子、炭素
数１〜１０の非置換もしくは置換アルキル基、フェニル
基、置換フェニル基を表し：Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ”は
同−又は異なる水素原子、ニトロ基、シアン基、ヒドロ
キシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、アセチル基、ア
リル基、炭素数１〜５のアリキル基、炭素数１〜５のア
ルコキシ基、非置換もしくは置換アリール基、アリール
オキシ基を表し；　Ｉ）、Ｑ、ｒは０≦（ｐ。

Ｑ、ｒ）≦３．１≦（ｐ　＋　Ｑ十ｒ）≦３の条件を満
たす整数を表す）で示される化合物である。

具体例としては、トリメチル（θ−ニトロベンジルオキ
シ）シラン、ジメチルフェニル（０−ニトロベンジルオ
キシ）シラン、ジフェニルメチル（０−二トロペンジル
オキシ）シラン、トリフェニル（０−二トロペンジルオ
キシ）シラン、ビニルメチルフェニル（０−ニトロベン
ジルオキシ）シラン、ｔ−ブチルメチルフェニル（０−
ニトロベンジルオキシ）シラン、トリエチル（０−ニト
ロベンジルオキシ）シラン等が挙げられる。

α−ケトシリル基を有するものは次式 （式中、ｎは０〜３の整数を表し、Ｒ１１は炭素数１〜
１０のアルキル基、ビニル基、アリル基、アリール基な
どの炭化水素基、アリールオキシ基、炭素数１〜１０の
アルコキシ基を表し、これらはハロゲン原子、−ＮＯ２
、−ＣＮ１−ＯＣＨ３などの置換基を分子内に有してい
てもよい）で示される化合物である。　具体的な化合物
としては、トリフェニルベンゾイルシラン、ジフェニル
メチルベンゾイルシラン、フェニルジメチルベンゾイル
シラン、トリノエニルアセチルシラン等を挙げることが
できる。

これらのケイ素化合物の配合量は、エポキシ樹脂に対し
、０．１〜２０重量％好ましくは１〜１０重量％の範囲
である。　配合量が０．１重量％未溝の場合には、十分
な硬化特性が得られず、また２０重量％を超える場合は
コスト高や触媒成分の分解生成物が問題になる場合があ
り好ましくない。

本発明に用いる（Ｃ）光によりルイス酸を生成するヨウ
素含有化合物又はイオウ含有化合物としては、芳香族ヨ
ウドニウムカチオン、芳香族スルホニウムカチオンのう
ち少なくとも１種と、ＢＦｍ−、ＰＦｇ−、ＳｂＦｇ−
９ＳｎＣ１ｇ−。

Ｓｂ　Ｃｌ　６−　、Ｂ＋　Ｃ１５−等のアニオンのう
ち少なくとも一種との塩が挙げられる。　オニウム塩の
具体例としては、４．４’−ジメチルジフェニルヨウド
ニウムへキサフルオロフォスフェート、４．４′　−ジ
メチルジフェニルヨウドニウムテトラフルオロボレート
、トリフェニルスルホニウムへキサフルオロフォスフェ
ート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオＯアンチ
モネート等が挙げられる。　オニウム塩の配合量として
は、エポキシ樹脂に対し、０．１〜１０重量％、好まし
くは０．２〜５重量％の範囲である。　配合量が０．１
重量％未渦の場合には十分な硬化特性が得られず、また
、１０重量％を超える場合はコスト高や分解生成物の腐
蝕性等が問題となり好ましくない。

本発明に用いる（ｄ　）加熱によりシラノールを生成す
るケイ素化合物としては、ケイ素原子に直接結合した加
水分解性基を有する有機ケイ素化合物でオメガノシラン
およびオルガノシロキサンが挙げられる。　有機ケイ素
化合物が有する加水分解性基とは、ケイ素原子に直接結
合した残基で、水の存在化、一定温度以上で加水分解し
てシラノール性水酸基（Ｓｉ−ＯＨ）を生成する残基で
あり、例えば、炭素数１〜１２個有するアルコキシ基、
フェノキシ基、トリルオキシ基、ｐ−メトキシフェノキ
シ基、ｐ−ニトロフェノキシ基、ｐ−クロルフェノキシ
基等のアリールオキシ基等が挙げられる。

オルガノシランの好ましい具体例としては、トリフェニ
ル（メトキシ）シラン、ジフェニルジメトキシシラン、
トリフェニル（エトキシ）シラン、ジフェニル（メチル
）メトキシシラン、フェニル（ビニル）　（メチル）　
（メトキシ）シラン、ジフェニルジェトキシシラン等が
挙げられる。　これらのケイ素化合物の配合量はエポキ
シ樹脂に対し。

０．１〜１５重量％配合することが必要である。　好ま
しくは範囲０．３〜６重量％である。　配合量が０．１
重量％未渦の場合には、十分な硬化特性が得られず、ま
た１５重量％を超える場合にはコスト高や混合後の保存
安定性上問題があり好ましくない。

本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、（ａ　）エポキ
シ樹脂、（ｂ）アルミニウム化合物、（Ｃ）光によりシ
ラノールを生成するケイ素化合物、又は光によりルイス
酸を生成するヨウ素含有化合物若しくはイオウ含有化合
物、及び（ｄ　）加熱によりシラノールを生成するケイ
素化合物を必須成分とするが、必要に応じて着色剤、光
散乱剤、希釈剤、光増感剤等の添加剤を配合することが
できる。

本発明の樹脂封止形光光装置を製造するには、発光素子
を前述のエポキシ樹脂組成物を用いて、ポツティング、
キャスティング、ディッピング又はドロッピング等の公
知の方法により封止した後、光照射（特に紫外光）して
硬化せしめるものである。　光照射の光源としては、低
圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、カーボンアークランプ
、キセノンランプ、メタルハライドランプ等を使用する
ことができる。　また必要に応じ加熱を助けるため赤外
ランプ、遠赤外ランプを併用することも可能である。

光照射時間は樹脂組成物の種類、封止方法および光源の
種類、配置によって異なるが通常５秒〜３０分間、好ま
しくは３０秒〜１０分間である。　また光照射による１
次硬化後、乾燥機等による後硬化も必要に応じて併用す
ることができる。

［発明の実施例］ 次に本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例　１ ＥＲＬ４２２１　（ＬＩＣＣ社製脂環式エポキシ樹脂商
品名）６００ｇ、エピコート８２８（油化シェルエポキ
シ社製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂商品名）　ａｏ
ｏＯ、トリス（ｎ−ブチルアセトアセトナト）アルミニ
ウム５ｇ、およびジフェニルジ（ｔｅｒｔ−ブチルペル
オキシ）シラン１０ｇ　を配合し、６０℃において１０
分間加熱攪拌し均一にし３０℃まで冷却後、ジフェニル
ジメチルシラン１０Ｑ、散乱剤としてミズカシルＰ８０
１　（水沢化学社製微粉末シリカ）２０ｇ、および着色
剤としてＥＴ−５８３１（大日精化工業社製赤色顔料商
品名）０．２ｇを加えて室温で５分間撹拌後、減圧下で
脱泡し均一な封止用のエポキシ樹脂組成物を褥た。

得られた樹脂組成物に発光素子を浸漬した後引き上げて
樹脂を半球状に付着させ、光を３分間照射した。　光源
として出力２　ｋＷの高圧水銀ランプ２本を使用し下方
から光源との距離が１０（！ＩＩＩのところで照射を行
った。　こうして製造した樹脂封止形光光装置について
その特性を試験した。　その結果は第１表に示した。

実施例　２ ＥＲＬ４２２１　（前出＞　３０００　、ＥＲＬ−４２
９９（ＬＩＣＣ社製脂環式エポキシ樹脂）２００す、ブ
チルグリシジルエーテル２００Ｑ　、エピコート８２８
（前出）３００ｇ、トリスサリチルアルデヒダトアルミ
ニウム２ｇ、トリフェニル（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキ
シ）シラン１０ｇ、ベンゾフェノン５ｇの各成分を６０
℃で１０分間加熱攪拌して均一にした後、３０℃まで冷
却後、ジフェニルジメトキシシラン１０（＋　を加えさ
らにミズカシルＰ８０１（前出）　２０９　、および着
色剤としてＥＴ５８６５（大日精化工業社製、緑色顔料
商品名）　０，２Ｑを加え室温で５分間撹拌後減圧下で
脱泡し、均一な封止用のエポキシ樹脂組成物を得た。

得られた樹脂組成物を透明容器に注入し、発光素子を規
定の位置まで埋没せしめ、その後光を３分間照射した。

　光源として、出力２　ｋＷのメタルハライドランプ２
本を使用し、光源との距離が１０ｃｍのところで照射を
行った。　こうして製造した樹脂封止形発光装置につい
て、その特性を試験した。　その結果を第１表に示した
。

実施例　３ ＥＲＬ４２２１　（前出）　４００Ｑ　、エピコート（
前出）６００ｇ、トリス（ｎ−ブチルアセトアセトナト
）アルミニウム５ｇ、トリフェニルスルフオニウムへキ
サフルオロフォスフェート５ｇの各成分を６０℃におい
て１０分間加熱攪拌均一にしだ後３０℃まで冷却する。

　その後ジフェニルジェトキシシラン１０ｇを加え、さ
らにミズカシル（前出）２０１Ｊ、ＥＴ５８３１　（前
出）　０．２９を加え室温で５分間攪拌し、減圧下で脱
泡し均一な封止用のエポキシ樹脂組成物を得た。

こうして得られた樹脂組成物に発光素子を浸漬した後引
き上げて、樹脂を半球状に付着させ、光を３分間照射し
て樹脂封止形発光装置を製造・した。

光源として出力２　ｋＷの高圧水銀ランプ２本を使用し
、下方から光源との距離が１０Ｃｊｌ１１のところで照
射を行った。　製造した発光装置についてその特性を調
べた。　その結果を第１表に示した。

第１表 実施例　４〜１０ 第２表に示した組成の封止用のエポキシ樹脂組成物を得
て、ディッピング又はポツティングを行い樹脂封止形発
光装置を製造その特性を試験したので第２表に示した。

比較例　１ ＥＲＬ４２２１　（、ＵＣＣ社製脂環式エポキシ樹脂商
品名）　６００１Ｊ　、エピコート８２８（油化シェル
エポキシ社製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂商品名）
　４００１Ｊ　、トリス（ｎ−ブチルアセトアセトナト
）アルミニウム５ｇ、ジフェニルジ（ｔｅｒｔ−ブチル
ペルオキシ）シラン１０ｇ、散乱剤ミズカシルＰ８０１
　（水沢化学社製微粉末シリカ商品名）２０Ｑ、および
着色剤としてＥＴ５８３１　（大日精化工業社製赤色顔
料）　０，２Ｑを加えて６０℃で１０分間加熱攪拌して
均一な封止用のエポキシ樹脂組成物を得た。

得られた樹脂組成物を透明容器に注入し発光素子を規定
の位置まで埋没せしめ、その後、光を３分間照射して樹
脂封止形発光装置を製造した。

光源として出力２　ｋＷのメタルハライドランプ２本を
使用し、光源との距離が１０ｃｍのところで照射を行っ
た。　この発光装置の特性を試験した。

発光装置は表面は赤色に硬化したが、内部は未硬化であ
った。　また２６０℃耐ハンダ試験を行ったがハンダ浴
５秒でワイヤーオープンとなり実用に用いることは不可
能であった。

比較例　２ ＥＲＬ４２２　（前出）　４００ｇ、エピコート８２８
（前出）　６００１Ｊ　、　トリス（叶ブチルアセトア
セトナト）アルミニウム５ｇ、トリフェニルスルフオニ
ウムヘキサフルオロフォスフェート５０　。

散乱剤ミズカシルＰ８０１　（前出）２０ｇ、ＥＴ５８
３１　（前出）　０．２ｇの各成分を６０℃で１０分間
加熱攪拌して均一な封止用のエポキシ樹脂組成物を得た
。

得られた樹脂組成物を透明容器に注入し、発光素子を規
定の位置まで埋没せしめ、その後光を３分間照射して樹
脂封止形発光装置を製造した。

光源として出力２　ｋＷのメタルハライドランプ２本を
使用し、光源との距離が１０ｃｍのところで照射を行っ
た。　この発光装置についてその特性を試験したところ
、表面は赤色に硬化したが内部は未硬化であった。　ま
た２６０℃で耐ハンダ試験を行ったがハンダ浴５秒でワ
イヤーオープンとなり実用に用いることは不可能であっ
た。

比較例　３〜４ 第２表に示した組成で封止用のエポキシ樹脂組成物を得
て、比較例１〜２と同様にして樹脂封止形発光装置を製
造した。　その特性を試験し、第２表に示したが実用に
用いることは不可能であった。

［発明の効果〕 本発明の樹脂封止形発光装置は、光照射によって着色さ
れた組成物でも短時間で組成物内部まで硬化するため、
ワイヤーオープン等の異常が認められず、信頼性に優れ
たものである。　そして短時間で硬化することによって
省エネルギー化および生産性の向上が図れ、工業的価値
は大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　発光素子が （ａ　）エポキシ樹脂、 （ｂ）アルミニウム化合物、 （Ｃ）光によりシラノールを生成するケイ素化合物、又
   は光によりルイス酸を生成するヨウ素含有化合物若しく
   はイオウ含有化合物、及び （ｄ）加熱によりシラノールを生成するケイ素化合物 を必須成分とするエポキシ樹脂組成物で封止されてなる
   ことを特徴とする樹脂封止形発光゛装置。