JPS6112088A - 樹脂封止型発光装置 - 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、樹脂封止型発光装置に係）、特に光出力ＰＯ
特性のすぐれた樹脂封止型発光装置に関するものである
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、種々の表示用に実用されている発光ダイオード等
の発光装置は樹脂封止によって製造されている。封止用
の樹脂としては、一般に液状のビスフェノ−／Ｉ／Ａｆ
Ｊエポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂が用いられ、酸
無水物を硬化剤として注型によって発光装置を成形して
いる。しかしながら上記の樹脂組成物を用いた場合、樹
脂の硬化時の硬化収縮によル内部応力が残シ、この残留
応力が影響して、発光素子の光出力Ｐａ特性が低下する
という欠点があった。

従来、この内部応力を小さくする手段としては、その一
つにエポキシ樹脂に可撓性付与剤、可撓性エポキシ樹脂
および可撓性硬化剤等を添加する方法がある。しかし、
この方法は、一般に熱変形温度が低下するため、硬化物
の耐熱性が悪くなるという欠点があった。

また、別の手段として、エポキシ樹脂組成物にシリカ粉
末等の熱膨張係数の小さい透明な無機光てん剤粉末を混
入させる方法がある。しかし、この方法は、発光素子や
リードフレーム等の被封正体と樹脂組成物との熱膨張係
数の差を小さくすることによシ内部応力を低減すること
ができるが、発光装置の製造に適用した場合、粉末の混
入によシ封止樹脂の光透過率が著しく低下し、また樹脂
の粘度が上昇するため作業性が低下するという欠点があ
った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した欠点の解消にあシ、すなわち
、耐熱性、光透過性及び作業性を損なうことなく、封止
樹脂中の内部応力が小さく、かつ、光出力ＰＯ特性が優
れた樹脂封止型発光装置を提供することにちる。

〔発明の概要〕

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、主剤としてのエ
ポキシ樹脂に、アルコール性水酸基を有するエポキシ樹
脂と非芳香族系ジイソシアネート化合物とを反応させて
得られるポリエポキシウレタン化合物を添加し、さらに
硬化剤としてジカルボン酸無水物と有機酸ジヒドラジド
化合物を併用することにより、前記目的が達成されるこ
とを見い出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の樹脂封止型発光装置は、発光素子が、 ＾）　１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂、 （Ｂ）　　アルコール性水酸基を有するエポキシ樹脂の
アルコール性水酸基と非芳香族系ジイソシアネート化合
物のイソシアネート基とを反応させて得られるポリエポ
キシウレタン化合物およびＣ）硬化剤として、ジカルボ
ン酸無水物と有機酸ジヒドラジド化合物とからな）、か
つ前記（Ｂ）ポリエポキシウレタン化合物を前記囚エポ
キシ樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部の割合で
配合してな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。

本発明に用いるエポキシ樹脂は１分子中に２個以上のエ
ポキシ基を含有する通常知られているエポキシ樹脂であ
シ、特に限定されない。例えば、ビスフェノール、Ａ型
エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポ
キシ樹脂等が挙られるが、特に好ましい代表例を示すと
、エピコート８２８．エビコー）　ｔｏｏｌ、エピコー
ト’１００４．エピコート８０７（商品名、いずれもシ
ェル社製）、エピクロン８３０（商品名、大日本インキ
化学社製）、チッソノツクス２２１（商品名、チッソ社
製）等のエポキシ樹脂が挙られ、その単独あるいは２種
以上の混合系で用いてもよい。

本発明において用いるアルコール性水酸基を有するエポ
キシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂または水素添加
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などでアルコール性水
酸基を有する本の、あるいは上記エポキシ樹脂が臭素化
されたものなどがあげられる。これらのアルコール性水
酸基を有するエポキシ樹脂のうち平均分子量が４００以
上のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が最も好ましい。

平均分子量が４００以下になると、アルコール性水酸基
の含有率が低下し、イソシアネート基のマスク剤として
の働きが小さくなり、常温における貯蔵安定性が低下す
る。

才だ、本発明において用いる非芳香族系ジイソシアネー
ト化合物とは、一般式（Ｉ） ― （式中、ＲはＨあるいはＣＨ，を示す）で表わされる４
、４′−アルキリデンジシクロへキシルジイソシアネー
ト化合物やインホロンジイソシアネート等の脂環族ジイ
ソシアネート化合物あるいは直鎖状の脂肪族ジイソシア
ネート化合物などであるが、かかる脂肪族ジイソシアネ
ート化合物は炭素数が２〜ｌＯ好才しくは４〜８のもの
が望才しい。

これらの非芳香族系ジイソシアネート化合物の具体例と
しては、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシ
アネート、イングロビリデンジシクロへキシル−４，４
′−ジイソシアネート、インホロンジイテシアネート、
テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネートなどがあげられる。これらの非芳香族系ジ
イソシアネート化合物を用いた場合、耐変色性および耐
衝撃性の良好な化合物を得ることができる。しかし、炭
素数が１０以上の直鎖状脂肪族ジイソシアネート化合物
を用いた場合には、耐熱性が著しく低下するので好まし
くない。

また、前記非芳香族系ジイソシアネート化合物と前記ア
ルコール性水酸基を有するエポキシ樹脂との配合割合は
適宜選択できるが、好ましくはイソシアネート基１当量
に対して、アルコール性水酸基０．２〜４当量である。

アルコール性水酸基が０．２当量以下ではポリエポキシ
ウレタン化合物中に遊離のイソシアネート基が多数残シ
、貯蔵安定性が低下する。また、アルコール性水酸基が
４当量よシも多くなると、最終硬化物Ｉ：水酸基が多数
残存することになシ、耐湿性などが低下する。

かかるアルコール性水酸基を有するエポキシ樹脂のアル
コール性水酸基と非芳香族系ジイソシアネート化合物の
イソシアネート基とを反応させて得られるポリエポキシ
ウレタン化合物の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部
に対し、常に５〜５０重量部の範囲であることが好まし
い。配合量が５重量部未満では残留する内部応力の低減
が十分でなく、一方、５０重世部を超えるとエポキシ樹
脂硬化物の耐熱性および機械的特性などの低下が著しく
なるためである。

本発明に用いるジカルボン酸無水物としては、例えば、
ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸
、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒド
ロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタ
ル酸、無水メチルナジック酸、無水ドデシルコハク酸お
よび無水ジシクロシハク酸などがあすられる。

また本発明に用いる有機酸ジヒドラジド化合物としては
、例えばコハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジ
ド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、
ダイマー酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、
テレフタル酸ジヒドラジドなどがあげられ、なかでもア
ジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジドが好
ましい。

これらの有機酸ジヒドラジド化合物は、前記ジカルボン
酸無水物１００重量部に対して、０．５〜５０重量部の
割合で用いられ、エポキシ樹脂硬化物の熱および酸化劣
化Ｃ二対する安定性を向上させると共に内部応力の小さ
い硬化物が得られる。有機酸ジヒドラジド化合物の使用
量が０．５重量部以下では残留する内部応力を低減する
効果が十分でなく、一方、（資）重量部以上ではエポキ
シ樹脂硬化物の耐熱性。

耐湿性、電気的特性が低下する。

また、ジカルボン酸無水物および有機酸ジヒドラジド化
合物の配合割合は、エポキシ樹脂とポリエポキシウレタ
ン化合物とからなる全エポキシ樹脂のエポキシ基１個に
対して、酸無水物基およびヒドラジド基の数の合計が０
．５〜１．５　となる量が好ましい。

本発明においては、上記の成分に加えて、硬化促進剤を
添加するとよシ反応が迅速に進行し有用である。本発明
Ｃ二剤いられる硬化促進、剤としては通常のエポキシ樹
脂とジカルボン酸無水物および有機酸ジヒドラジド化合
物との反応に用いられているものがあげられるが、例え
ば、三級アミン類。

有機ホスフィン化合物などがある。とれらの硬化促進剤
をエポキシ樹脂に対して、０．１〜１０重量％の割合で
配合すると有−用である。　　　一本発明に係るエポキ
シ樹脂組成物には、必要に応じて安定剤９着色剤または
その他の添加剤を配合することが可能である。

本発明の樹脂封止型発光装置の製造方法は、例えば、上
記のエポキシ樹脂組成物を用いて、発光素子を、注型法
（キャスティング、ボッティング等）、ディッピング、
ドロッピング等の公知の方法によって封止する方法が挙
げられる。

以下において実施例および比較例を掲げ、本発明を更に
詳しく説明する。

〔発明の実施例〕

製造例１ ジシクロヘキシルメタン−４，４′−ジイソシアネート
（以下ＣＨＭＤＩ　　と略す）　１００重量部、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂（平均分子量約１０００゜エ
ポキシ当量的４８０、アルコール性水酸基尚量約５００
　）　５００重量部とを窒素気流中にて１００”Ｏで３
時間反応させて、ポリエポキシウレタン化合物（２）を
得た。

製造例２ ヘキサメチレンジイソシアネート１００重量部、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂（平均分子量約７００、エポ
キシ当量的３４０．アルコール性水酸基当量約７００　
）　７００重量部とを窒素気流中にて１００℃で３時間
反応させ、ポリエポキシウレタン化合物の）を得た。

製造例３ 製造例Ｊで用い六ＣＨＭＤＩ　　の代シにジフェニルメ
タン−４，４′　−ジイソシアネートの相当モル数を使
用した以外は製造例１と同様にして、ポリエポキシウレ
タン化合物ρ）を得た。

実、施例１〜５ 表に記載した組成および配合割合（重量部）を有するエ
ポキシ樹脂組成物を５種類調製した。

なお、エポキシ樹月旨として、エピコート８２８（シェ
ル社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当
量的１９０）、ポリエポキシウレタン化合物として、製
造例１および２で得たポリエポキシウレタン化合物（Ｎ
および（Ｂ）、ジカルボン酸無水物として、ヘキサヒド
ロ無水フタル酸、有機酸ジヒドラジド化合物として、ア
ジピン酸ジヒドラジドおよびインフタル酸ジヒドラジド
を使用した。

さらに、硬化促進剤として、１．８−　ジアザビシクロ
〔５・・１・０〕ウンデセン−７（以下、ＤＢＵと略す
）を添加配合した。

このようにして得たエポキシ樹脂組成物を用い、注型法
によシ発光素子を封止した。

このようにして得られた樹脂封止型発光装置について、
Ｉ、＝２５ｍＡ％５℃の条件にて連続通電試験を行ない
、試験開始時および１６８時間後の光出力ＰＯを測定し
、Ｐｏ劣化特性を評価した。また、各発光素子封止用エ
ポキシ樹脂組成物について、ストレインゲージを用いて
スチールリング法によシ硬化後の６℃における内部応力
、Ａ８ＴＭ　Ｄ　６４８−１．５６に規定された方法に
よシ樹脂硬化物の熱変形温度及びスペクトロフォトメー
ター（日本分光製）を用いて樹脂硬化物の光透過率（５
５０ｎｍ　）を測定した。結果を表に併せて示す。

比較例１〜６ 表に記載した組成および配合割合（重量部）を有するエ
ポキシ樹脂組成物を６種類調製した。

なお、エポキシ樹脂として、エピコート８２８、ポリエ
ポキシウレタン化合物として、ポリエポキシウレタン化
合物四および（Ｃ１，ジカルボン酸無水物として、ヘキ
サヒドロ無水フタル酸、有機酸ジヒドラジド化合物とし
て、アジピン酸ジヒドラジド、硬化促進剤として、ＤＢ
Ｕ、および添加剤として、シリカ粉末（平均粉径１．８
μ）を使用した。

このようにして得たエポキシ樹脂組成物を用い、実施例
１〜５と同様にして樹脂封止型発光装置を作成し、この
装置について実施例！〜５と同様Ｃ：して、Ｐｏ劣化特
性を評価し、同時に、内部応力、熱変形温度及び光透過
率を測定した。結果を表に併せて示す。

（以下余白） 〔発明の効果〕 以上、詳述したとおシ、本発明の樹脂封止型発光装置は
従来の発光装置に比べ封止樹脂中の内部応力を著しく低
減するため、光出力ＰＯ特性が格段に優れたものであり
、その工業的価値は極めて大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子が（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有
   するエポキシ樹脂（Ｂ）アルコール性水酸基を有するエ
   ポキシ樹脂のアルコール性水酸基と非芳香族系ジイソシ
   アネート化合物のイソシアネート基とを反応させて得ら
   れるポリエポキシウレタン化合物および（Ｃ）硬化剤と
   して、ジカルボン酸無水物と有機酸ジヒドラジド化合物
   とからなり、かつ前記（Ｂ）ポリエポキシウレタン化合
   物を前記（２）エポキシ樹脂１００重量部に対して５〜
   ５０重量部の割合で配合してな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型発光装置。