特許 5958107 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5958107

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】光反射性異方性導電接着剤及び発光装置

(51)【国際特許分類】

   C09J 183/04 20060101AFI20160714BHJP

   C09J 11/06 20060101ALI20160714BHJP

   C09J 11/04 20060101ALI20160714BHJP

   C09J 9/02 20060101ALI20160714BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20160714BHJP

   H01B 1/22 20060101ALI20160714BHJP

   H01B 1/00 20060101ALI20160714BHJP

   C08G 77/388 20060101ALI20160714BHJP

【ＦＩ】

   C09J183/04

   C09J11/06

   C09J11/04

   C09J9/02

   H01L33/62

   H01B1/22 D

   H01B1/00 D

   H01B1/00 E

   C08G77/388

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-136115(P2012-136115)

(22)【出願日】2012年6月15日

(65)【公開番号】特開2014-1273(P2014-1273A)

(43)【公開日】2014年1月9日

【審査請求日】2015年1月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000108410

【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000224

【氏名又は名称】特許業務法人田治米国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 恵介

(72)【発明者】

【氏名】須永 友康

【審査官】 佐藤 貴浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２２２８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２２８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８４５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５２０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０９９７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０６９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００２７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８５５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４８４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６８２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｊ １／００−２０１／１０

Ｈ０１Ｂ １／００− １／２４

Ｈ０１Ｌ３３／００− ３３／６４

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子を配線板に異方性導電接続するために使用する光反射性異方性導電接着剤であって、熱硬化性樹脂組成物、導電粒子及び光反射性絶縁粒子を含有し、
熱硬化性樹脂組成物が、式（１）

【化1】

（式中、Ｒはアルキル基又はアリール基であり、ｎは１〜４０の整数である。）
で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンと、エポキシ樹脂用硬化剤とを含有することを特徴とする光反射性異方性導電接着剤。

【請求項2】

Ｒがメチル基であり、ｎが１〜４０の整数である請求項１記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項3】

熱硬化性樹脂組成物が、式（１）のジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサン１００質量部に対し、エポキシ樹脂用硬化剤を５０〜１２０質量部含有する請求項１又は２記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項4】

エポキシ樹脂用硬化剤が、酸無水物系硬化剤である請求項１〜３のいずれかに記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項5】

熱硬化性樹脂組成物が、更にイミダゾール系硬化促進剤を含有する請求項４記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項6】

熱硬化性樹脂組成物が、酸無水物系硬化剤１００質量部に対し、イミダゾール系硬化促進剤を０．２０〜２．００質量部含有する請求項５記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項7】

光反射性絶縁粒子が、酸化チタン、窒化ホウ素、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の無機粒子である請求項１〜６のいずれかに記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項8】

光反射性絶縁粒子が、鱗片状又は球状銀粒子の表面を絶縁性樹脂で被覆した樹脂被覆金属粒子である請求項１〜７のいずれかに記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項9】

光反射性異方性導電接着剤が、光反射性絶縁粒子を１〜５０体積％で含有している請求項１〜８のいずれかに記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項10】

導電粒子が、金属材料で被覆されているコア粒子と、その表面に酸化チタン粒子、窒化ホウ素粒子、酸化亜鉛粒子又は酸化アルミニウム粒子から選択された少なくとも一種の無機粒子から形成された光反射層とからなる光反射性導電粒子である請求項１〜９のいずれかに記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項11】

熱硬化性樹脂組成物１００質量部に対する光反射性導電粒子の配合量が、１〜１００質量部である請求項１０記載の光反射性異方性導電接着剤。

【請求項12】

請求項１〜１１のいずれかに記載の光反射性異方性導電接着剤を介して、発光素子をフリップチップ方式で配線板に実装されている発光装置。

【請求項13】

発光素子が、発光ダイオードである請求項１２記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光素子を配線板に異方性導電接続するために使用する光反射性異方性導電接着剤、その接着剤を用いて発光素子を配線板に実装してなる発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を使用した発光装置が広く使用されており、旧タイプの発光装置の構造は、図３に示すように、基板３１上にダイボンド接着剤３２でＬＥＤ素子３３を接合し、その上面のｐ電極３４とｎ電極３５とを、基板３１の接続端子３６に金ワイヤ３７でワイヤボンディングし、ＬＥＤ素子３３全体を透明モールド樹脂３８で封止したものとなっている。ところが、図３の発光装置の場合、ＬＥＤ素子３３が発する光のうち、上面側に出射する４００〜５００ｎｍの波長の光を金ワイヤが吸収し、また、下面側に出射した光の一部がダイボンド接着剤３２により吸収されてしまい、ＬＥＤ素子３３の発光効率が低下するという問題がある。

【0003】

このため、ＬＥＤ素子の光反射に関する発光効率の向上という観点から、図４に示すように、ＬＥＤ素子３３をフリップチップ実装することが提案されている（特許文献１）。このフリップチップ実装技術においては、ｐ電極３４とｎ電極３５とにバンプ３９がそれぞれ形成されており、更に、ＬＥＤ素子３３のバンプ形成面には、ｐ電極３４とｎ電極３５と絶縁されるように光反射層４０が設けられている。そして、ＬＥＤ素子３３と基板３１とは、異方性導電ペースト４１や異方性導電フィルム（図示せず）を用い、それらを硬化させて接続固定される。このため、図４の発光装置においては、ＬＥＤ素子３３の上方への出射した光は金ワイヤで吸収されず、下方へ出射した光の殆どは光反射層４０で反射して上方に出射するので、発光効率（光取り出し効率）が低下しない。

【0004】

また、ＬＥＤ素子の光反射に関する発光効率の向上という観点とは別に、ＬＥＤ素子の実装に用いた異方性導電ペーストや異方性導電フィルム中の絶縁性樹脂成分の熱や光による変色に伴ってＬＥＤ素子の出射光が色変化してしまうことを防止するという観点から、耐熱性、耐光性に優れた２液硬化型メチルシリコーン樹脂や２液硬化型フェニルシリコーン樹脂を異方性導電ペーストや異方性導電フィルム中の絶縁性樹脂成分に採用することが試みられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−１６８２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の技術ではＬＥＤ素子３３に光反射層４０を、ｐ電極３４とｎ電極３５と絶縁するように金属蒸着法などにより設けなければならず、製造上、コストアップが避けられないという問題があり、他方、光反射層４０を設けない場合には、硬化した異方性導電ペーストや異方性導電フィルム中の金、ニッケルあるいは銅で被覆された導電粒子の表面は茶色乃至は暗茶色を呈し、また、導電粒子を分散させているエポキシ樹脂バインダー自体も、その硬化のために常用されるイミダゾール系潜在性硬化剤のために茶色を呈しており、発光素子が発した光の発光効率（光取り出し効率）を向上させることが困難であるという問題がある。

【0007】

また、２液硬化型メチルシリコーン樹脂や２液硬化型フェニルシリコーン樹脂を異方性導電ペーストや異方性導電フィルム中の絶縁性樹脂成分に採用した場合、熱や光により絶縁性樹脂成分の変色は抑制できるものの、実装基板に対するＬＥＤ素子の剥離強度（ダイシェア強度）が実用に適さないレベルとなってしまうという問題があった。

【0008】

本発明の目的は、以上の従来の技術の問題点を解決することであり、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子等の発光素子を配線板に異方性導電接着剤を用いてフリップチップ実装して発光装置を製造する際に、製造コストの増大を招くような光反射層をＬＥＤ素子に設けなくても発光効率を改善でき、しかも熱や光により変色しにくい上に実用上十分なダイシェア強度を示す異方性導電接着剤、その接着剤を使用して発光素子を配線板にフリップチップ実装してなる発光装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、異方性導電接着剤そのものに光反射機能を持たせれば、発光効率を低下させないようにできるとの仮定の下、異方性導電接着剤に、光反射性絶縁粒子を配合することにより、発光素子の発光効率を低下させないようにできることを見出した。また、本発明者らは、異方性導電接着剤の絶縁性接着成分として、特定の構造を有するジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンを使用することにより、熱や光により異方性導電接着剤が変色してしまうことを防止でき、しかも実用上十分なダイシェア強度を示すことを見出した。そして、これらの知見に基づき本発明を完成させるに至った。

【0010】

即ち、本発明は、発光素子を配線板に異方性導電接続するために使用する光反射性異方性導電接着剤であって、熱硬化性樹脂組成物、導電粒子及び光反射性絶縁粒子を含有し、熱硬化性樹脂組成物が、式（１）で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンと、エポキシ樹脂用硬化剤とを含有することを特徴とする光反射性異方性導電接着剤を提供する。

【0011】

【化1】

【0012】

式（１）中、Ｒはアルキル基又はアリール基であり、ｎは１〜４０である。

【0013】

また、本発明は、この光反射性異方性導電接着剤の特に好ましい態様として、導電粒子が、金属材料により被覆されているコア粒子と、その表面に酸化チタン粒子、窒化ホウ素、酸化亜鉛粒子又は酸化アルミニウム粒子から選択された少なくとも一種の無機粒子から形成された光反射層とからなる光反射性導電粒子である光反射性異方性導電接着剤を提供する。

【0014】

また、本発明は、上述の光反射性異方性導電接着剤を介して、発光素子をフリップチップ方式で配線板に実装されてなる発光装置を提供する。

【発明の効果】

【0015】

発光素子を配線板に異方性導電接続するために使用する本発明の光反射性異方性導電接着剤は、バインダーである熱硬化性樹脂組成物と、光反射性絶縁粒子と、導電粒子とを含有する。この熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂用硬化剤で硬化する式（１）で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンを含有する。このポリシロキサンは、その側鎖にジグリシジルイソシアヌリルアルキル基が結合している。このため、熱や光により異方性導電接着剤が変色してしまうことを防止でき、しかも実用上十分なダイシェア強度を実現することができる。

【0016】

また、本発明の光反射性異方性導電接着剤は、光反射性絶縁粒子を含有しているから、光を反射することができる。特に、光反射性絶縁粒子が、酸化チタン、窒化ホウ素、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の無機粒子、又は鱗片状もしくは球状金属粒子の表面を絶縁性樹脂で被覆した樹脂被覆金属粒子である場合には、粒子自体がほぼ白色であるため、可視光に対する反射特性の波長依存性が小さく、従って、発光効率を向上させることができ、しかも発光素子の発光色をそのままの色で反射させることができる。

【0017】

また、更に、導電粒子として、金属材料で被覆されているコア粒子と、その表面に酸化チタン粒子、窒化ホウ素粒子、酸化亜鉛粒子又は酸化アルミニウム粒子から形成された白色〜灰色の光反射層とから構成されている光反射性導電粒子を使用した場合、この光反射性導電粒子自体が白色〜灰色を呈しているため、可視光に対する反射特性の波長依存性が小さく、従って、発光効率を更に向上させることができ、しかも発光素子の発光色をそのままの色で反射させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1A】本発明の光反射性異方性導電接着剤用の光反射性導電粒子の断面図である。

【図1B】本発明の光反射性異方性導電接着剤用の光反射性導電粒子の断面図である。

【図2】本発明の発光装置の断面図である。

【図3】従来の発光装置の断面図である。

【図4】従来の発光装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明は、発光素子を配線板に異方性導電接続するために使用する光反射性異方性導電接着剤であって、熱硬化性樹脂組成物、導電粒子及び光反射性絶縁粒子を含有する光反射性異方性導電接着剤である。まず、バインダーである熱硬化性樹脂組成物について説明する。

【0020】

＜熱硬化性樹脂組成物＞
本発明において、熱硬化性樹脂組成物は、式（１）で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンと、エポキシ樹脂用硬化剤とを含有する。式（１）で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンを含有することにより、熱や光により異方性導電接着剤が変色してしまうことを防止でき、しかも実用上十分なダイシェア強度を実現することができる。

【0021】

【化2】

【0022】

式（１）中、Ｒは炭素数１〜６の低級アルキル基等のアルキル基、又は炭素環式芳香族基、複素環式芳香族等のアリール基である。アルキル基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基を挙げることができ、特に好ましいアルキル基としてはメチル基を挙げることができる。また、アリール基の好ましい具体例としては、フェニル基を挙げることができる。ｎは１〜４０の整数であり、好ましくは１〜４の整数、より好ましくは１又は２である。

【0023】

式（１）で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンの熱硬化性樹脂組成物中の含有量は、少なすぎると光反射性異方性導電接着剤の接着性能が低下する傾向があり、多すぎると未硬化エポキシ成分量が過多となる傾向があるので、好ましくは４５〜６５質量％、より好ましくは５０〜６０質量％である。

【0024】

また、式（１）で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンは、以下の反応式に示すように、式（ａ）のハイドロジェンポリシロキサンと、式（ｂ）の１−アリル−３，５−ジグリシジルイソシアヌレートとを均一に混合した後、カールステッド（Ｋａｒｓｔｅｄｔ）触媒（１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン白金（０）錯体溶液）の存在下で室温〜１５０℃に加熱することにより製造することができる。反応混合物からは、常法（濃縮処理・カラム処理等）により式（１）の化合物を単離することができる。

【0025】

【化3】

【0026】

熱硬化性樹脂組成物は、式（１）のジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンの他に、発明の効果を損なわない範囲で、複素環系エポキシ化合物や脂環式エポキシ化合物や水素添加エポキシ化合物などを含有することができる。

【0027】

複素環系エポキシ化合物としては、トリアジン環を有するエポキシ化合物を挙げることができ、例えば、１，３，５−トリス（２，３−エポキシプロピル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン（換言すれば、トリグリシジルイソシヌレート）を挙げることができる。

【0028】

脂環式エポキシ化合物としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有するものが好ましく挙げられる。これらは液状であっても、固体状であってもよい。中でも、硬化物にＬＥＤ素子の実装等に適した光透過性を確保でき、速硬化性にも優れている点から、グリシジルヘキサヒドロビスフェノールＡ、３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３′，４′−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートを好ましく使用することができる。

【0029】

水素添加エポキシ化合物としては、前述の複素環系エポキシ化合物や脂環式エポキシ化合物の水素添加物や、その他公知の水素添加エポキシ樹脂を使用することできる。

【0030】

これらの脂環式エポキシ化合物や複素環系エポキシ化合物や水素添加エポキシ化合物は、式（１）のジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンに対し、単独で併用してもよいが、２種以上を併用してもよい。また、これらのエポキシ化合物に加えて本発明の効果を損なわない限り、他のエポキシ化合物を併用してもよい。例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、ジアリールビスフェノールＡ、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、クレゾール、テトラブロモビスフェノールＡ、トリヒドロキシビフェニル、ベンゾフェノン、ビスレゾルシノール、ビスフェノールヘキサフルオロアセトン、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン、ビキシレノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどの多価フェノールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテル；グリセリン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、チレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの脂肪族多価アルコールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエーテル；ｐ−オキシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン酸とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテルエステル；フタル酸、メチルフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラハイドロフタル酸、エンドメチレンテトラハイドロフタル酸、エンドメチレンヘキサハイドロフタル酸、トリメリット酸、重合脂肪酸のようなポリカルボン酸から得られるポリグリシジルエステル；アミノフェノール、アミノアルキルフェノールから得られるグリシジルアミノグリシジルエーテル；アミノ安息香酸から得られるグリシジルアミノグリシジルエステル；アニリン、トルイジン、トリブロムアニリン、キシリレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジフェニルスルホンなどから得られるグリシジルアミン；エポキシ化ポリオレフィン等の公知のエポキシ樹脂類が挙げられる。

【0031】

エポキシ樹脂用硬化剤としては、公知のエポキシ樹脂用硬化剤を使用することができる。例えば、アミン系硬化剤、ポリアミド系硬化剤、酸無水物系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、ポリメルカプタン系硬化剤、ポリスルフィド系硬化剤、三フッ化ホウ素−アミン錯体系硬化剤、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジッド等の中から選択して使用することができる。中でも、光透過性、耐熱性等の観点から酸無水物系硬化剤を好ましく使用することができる。

【0032】

酸無水物系硬化剤としては、無水コハク酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、あるいは４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸とヘキサヒドロ無水フタル酸との混合物、テトラヒドロ無水フタル酸、メチル-テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、ノルボルナン−２，３−ジカルボン酸無水物、メチルノルボルナン−２，３−ジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等を挙げることができる。

【0033】

酸無水物系硬化剤等のエポキシ樹脂用硬化剤の熱硬化性樹脂組成物中の配合量は、式（１）で表されるジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサン１００質量部に対して、少なすぎると未硬化エポキシ成分量が過多となる傾向があり、多すぎると余剰の硬化剤の影響で被着体材料の腐食が促進される傾向があるので、好ましくは、５０〜１２０質量部、より好ましくは６０〜１００質量部である。

【0034】

熱硬化性樹脂組成物は、硬化反応を円滑に、かつ短時間で完了させるために、公知の硬化促進剤を含有することができる。好ましい硬化促進剤としては、第四級ホスホニウム塩系硬化促進剤やイミダゾール径硬化促進剤が挙げられる。具体的には、第四級ホスホニウムのブロマイド塩（「Ｕ−ＣＡＴ５００３」（商標）、サンアプロ社製）、２−エチル−４−メチルイミダゾール等を挙げることができる。特に、酸無水物系硬化剤用の硬化促進剤としては、イミダゾール系硬化促進剤を好ましく使用することができる。この場合、イミダゾール系硬化促進剤の添加量は、少なすぎると硬化が不十分となる傾向があり、多すぎると熱・光に対する変色が大きくなる傾向があるので、酸無水物系硬化剤１００質量部に対し、イミダゾール系硬化促進剤を好ましくは０．２０〜２．００質量部、より好ましくは０．６０〜１．００質量部である。

【0035】

以上説明した熱硬化性樹脂組成物は、なるべく無色透明なものを使用することが好ましい。異方性導電接着剤中の光反射性導電粒子の光反射効率を低下させず、しかも入射光の光色を代えずに反射させるためである。ここで、無色透明とは、異方性導電接着剤の硬化物が、波長３８０〜７８０ｎｍの可視光に対して光路長１ｃｍの光透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）が８０％以上、好ましくは９０％以上となることを意味する。

【0036】

＜光反射性絶縁粒子＞
本発明の光反射性異方性導電接着剤が含有する光反射性絶縁粒子は、異方性導電接着剤に入射した光を外部に反射するためのものである。

【0037】

なお、光反射性を有する粒子には、金属粒子、金属粒子を樹脂被覆した粒子、自然光の下で灰色から白色である金属酸化物、金属窒素化物、金属硫化物等の無機粒子、樹脂コア粒子を無機粒子で被覆した粒子、粒子の材質によらず、その表面に凹凸がある粒子が含まれる。しかし、これらの粒子の中で、本発明で使用できる光反射性絶縁粒子には、絶縁性を示すことが求められている関係上、絶縁被覆されていない金属粒子は含まれない。また、金属酸化物粒子のうち、ＩＴＯのように導電性を有するものは使用できない。また、光反射性且つ絶縁性を示す無機粒子であっても、ＳｉＯ_２のように、その屈折率が使用する熱硬化性樹脂組成物の屈折率よりも低いものは使用できない。

【0038】

このような光反射性絶縁粒子の好ましい具体例としては、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる群より選択される少なくとも一種の無機粒子が挙げられる。中でも、高屈折率の点からＴｉＯ_２を使用することが好ましい。

【0039】

光反射性絶縁粒子の形状としては、球状、鱗片状、不定形状、針状等でもよいが、反射効率を考慮すると、球状、鱗片状が好ましい。また、その大きさとしては、球状である場合、小さすぎると反射率が低くなり、大きすぎると異方性導電接続を阻害する傾向があるので、好ましくは０．０２〜２０μｍ、より好ましくは０．２〜１μｍであり、鱗片状である場合には、長径が好ましくは０．１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍ、短径が好ましくは０．０１〜１０μｍ、より好ましくは０．１〜５μｍ、厚さが好ましくは０．０１〜１０μｍ、より好ましくは０．１〜５μｍである。

【0040】

無機粒子からなる光反射性絶縁粒子は、その屈折率（ＪＩＳ Ｋ７１４２）が、好ましくは熱硬化性樹脂組成物の硬化物の屈折率（ＪＩＳ Ｋ７１４２）よりも大きいこと、より好ましくは少なくとも０．０２程度大きいことが好ましい。これは、屈折率差が小さいとそれらの界面での反射効率が低下するからである。

【0041】

光反射性絶縁粒子としては、以上説明した無機粒子を使用してもよいが、鱗片状又は球状金属粒子の表面を透明な絶縁性樹脂で被覆した樹脂被覆金属粒子を使用してもよい。金属粒子としては、ニッケル、銀、アルミニウム等を挙げることができる。粒子の形状としては、無定型、球状、鱗片状、針状等を挙げることができるが、中でも、光拡散効果の点から球状、全反射効果の点から鱗片状の形状が好ましい。特に、好ましいものは、光の反射率の点から鱗片状銀粒子である。

【0042】

光反射性絶縁粒子としての樹脂被覆金属粒子の大きさは、形状によっても異なるが、一般に大きすぎると、異方性導電接続を阻害するおそれがあり、小さすぎると光を反射しにくくなるので、好ましくは球状の場合には粒径０．１〜３０μｍ、より好ましくは０．２〜１０μｍであり、鱗片状の場合には、長径が好ましくは０．１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍで厚みが好ましくは０．０１〜１０μｍ、より好ましくは０．１〜５μｍである。ここで、光反射性絶縁粒子の大きさは、絶縁被覆されている場合には、その絶縁被覆も含めた大きさである。

【0043】

このような樹脂被覆金属粒子における当該樹脂としては、種々の絶縁性樹脂を使用することができる。機械的強度や透明性等の点からアクリル系樹脂の硬化物を好ましく利用することができる。好ましくは、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物などのラジカル開始剤の存在下で、メタクリル酸メチルとメタクリル酸２−ヒドロキシエチルとをラジカル共重合させた樹脂を挙げることができる。この場合、２，４−トリレンジイソシアネート等のイソシアネート系架橋剤で架橋されていることがより好ましい。また、金属粒子としては、予めシランカップリング剤でγ−グリシドキシ基やビニル基等を金属表面に導入しておくことが好ましい。

【0044】

このような樹脂被覆金属粒子は、例えば、トルエンなどの溶媒中に金属粒子とシランカップリング剤とを投入し、室温で約１時間攪拌した後、ラジカルモノマーとラジカル重合開始剤と、必要に応じて架橋剤とを投入し、ラジカル重合開始温度に加温しながら撹拌することにより製造することができる。

【0045】

以上説明した光反射性絶縁粒子の、光反射性異方性導電接着剤中の配合量は、少なすぎると十分な光反射を実現することができず、また多すぎると併用している導電粒子に基づく接続が阻害されるので、光反射性異方性導電接着剤中に光反射性絶縁粒子を好ましくは１〜５０体積％、より好ましくは５〜２５体積％で含有している。

【0046】

＜導電粒子＞
本発明の光反射性異方性導電接着剤を構成する導電粒子としては、異方性導電接続用の従来の導電粒子において用いられている金属の粒子を利用することができる。例えば、金、ニッケル、銅、銀、半田、パラジウム、アルミニウム、それらの合金、それらの多層化物（例えば、ニッケルメッキ／金フラッシュメッキ物）等を挙げることができる。中でも、金、ニッケル、銅は、導電粒子を茶色としてしまうことから、本発明の効果を他の金属材料よりも享受することができる。

【0047】

また、導電粒子として、樹脂粒子を金属材料で被覆した金属被覆樹脂粒子を使用することができる。このような樹脂粒子としては、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子などが挙げられる。樹脂粒子を金属材料で被覆する方法としても従来公知の方法を採用することができ、無電解メッキ法、電解メッキ法等を利用することができる。また、被覆する金属材料の層厚は、良好な接続信頼性を確保するに足る厚さであり、樹脂粒子の粒径や金属の種類にもよるが、通常、０．１〜３μｍである。

【0048】

また、樹脂粒子の粒径は、小さすぎると導通不良が生じ、大きすぎるとパターン間ショートが生じる傾向があるので、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは３〜１０μｍ、特に好ましくは３〜５μｍである。この場合、コア粒子１の形状としては球状が好ましいが、フレーク状、ラクビーボール状であってもよい。

【0049】

好ましい金属被覆樹脂粒子は球状形状であり、その粒径は大きすぎると接続信頼性の低下となるので、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは３〜１０μｍである。

【0050】

特に、本発明においては、上述したような導電粒子に対し光反射性を付与し、光反射性導電粒子とすることが好ましい。図１Ａ、図１Ｂは、このような光反射性導電粒子１０、２０の断面図である。まず、図１Ａの光反射性導電粒子から説明する。

【0051】

光反射性導電粒子１０は、金属材料で被覆されているコア粒子１と、その表面に酸化チタン（ＴｉＯ_２）粒子、窒化ホウ素（ＢＮ）粒子、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粒子又は酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粒子から選択された少なくとも一種の無機粒子２から形成された光反射層３とから構成される。酸化チタン粒子、窒化ホウ素粒子、酸化亜鉛粒子又は酸化アルミニウム粒子は、太陽光の下では白色を呈する無機粒子である。従って、それらから形成された光反射層３は白色〜灰色を呈する。白色〜灰色を呈しているということは、可視光に対する反射特性の波長依存性が小さく、且つ可視光を反射しやすいことを意味する。

【0052】

なお、酸化チタン粒子、窒化ホウ素粒子、酸化亜鉛粒子又は酸化アルミニウム粒子のうち、硬化した異方性導電接着剤の熱硬化性樹脂組成物の硬化物の光劣化が懸念される場合には、光劣化に対して触媒性がなく、屈折率も高い酸化亜鉛を好ましく使用することができる。

【0053】

コア粒子１は、異方性導電接続に共されるものであるので、その表面が金属材料で構成されている。ここで、表面が金属材料で被覆されている態様としては、前述したように、コア粒子１そのものが金属材料である態様、もしくは樹脂粒子の表面が金属材料で被覆された態様が挙げられる。

【0054】

無機粒子２から形成された光反射層３の層厚は、コア粒子１の粒径との相対的大きさの観点からみると、コア粒子１の粒径に対し、小さすぎると反射率の低下が著しくなり、大きすぎると導通不良が生ずるので、好ましくは０．５〜５０％、より好ましくは１〜２５％である。

【0055】

また、光反射性導電粒子１０において、光反射層３を構成する無機粒子２の粒径は、小さすぎると光反射現象が生じ難くなり、大きすぎると光反射層の形成が困難となる傾向があるので、好ましくは０．０２〜４μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍ、特に好ましくは０．２〜０．５μｍである。この場合、光反射させる光の波長の観点からみると、無機粒子２の粒径は、反射させるべき光（即ち、発光素子が発する光）が透過してしまわないように、その光の波長の５０％以上であることが好ましい。この場合、無機粒子２の形状としては無定型、球状、鱗片状、針状等を挙げることができるが、中でも、光拡散効果の点から球状、全反射効果の点から鱗片状の形状が好ましい。

【0056】

図１Ａの光反射性導電粒子１０は、大小の粉末同士を物理的に衝突させることにより大粒径粒子の表面に小粒径粒子からなる膜を形成させる公知の成膜技術（いわゆるメカノフュージョン法）により製造することができる。この場合、無機粒子２は、コア粒子１の表面の金属材料に食い込むように固定され、他方、無機粒子同士が融着固定されにくいから、無機粒子のモノレイヤーが光反射層３を構成する。従って、図１Ａの場合、光反射層３の層厚は、無機粒子２の粒径と同等乃至はわずかに薄くなると考えられる。

【0057】

次に、図１Ｂの光反射性導電粒子２０について説明する。この光反射性導電粒子２０においては、光反射層３が接着剤として機能する熱可塑性樹脂４を含有し、この熱可塑性樹脂４により無機粒子２同士も固定され、無機粒子２が多層化（例えば２層あるいは３層に多層化）している点で、図１Ａの光反射性導電粒子１０と相違する。このような熱可塑性樹脂４を含有することにより、光反射層３の機械的強度が向上し、無機粒子の剥落などが生じにくくなる。

【0058】

熱可塑性樹脂４としては、環境低負荷を意図してハロゲンフリーの熱可塑性樹脂を好ましく使用することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンやポリスチレン、アクリル樹脂等を好ましく使用することができる。

【0059】

このような光反射性導電粒子２０も、メカノフュージョン法により製造することができる。メカノフュージョン法に適用する熱可塑性樹脂４の粒子径は、小さすぎると接着機能が低下し、大きすぎるとコア粒子に付着しにくくなるので、好ましくは０．０２〜４μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍである。また、このような熱可塑性樹脂４の配合量は、少なすぎると接着機能が低下し、多すぎると粒子の凝集体が形成されるので、無機粒子２の１００質量部に対し、好ましくは０．２〜５００質量部、より好ましくは４〜２５質量部である。

【0060】

本発明の光反射性異方性導電接着剤中の光反射性導電粒子等の導電粒子の配合量は、少なすぎると導通不良が生じる傾向があり、多すぎるとパターン間ショートが生ずる傾向があるので、熱硬化性樹脂組成物１００質量部に対し、光反射性導電粒子等の導電粒子の配合量は、好ましくは１〜１００質量部、より好ましくは１０〜５０質量部である。

【0061】

＜光反射性異方性導電接着剤の製造＞
本発明の光反射性異方性導電接着剤は、以上説明した光反射性絶縁粒子と導電粒子と熱硬化性樹脂組成物とを、常法に従って均一に混合することにより製造することができる。また、光反射性異方性導電接着フィルムとする場合には、それらをトルエン等の溶媒とともに分散混合し、剥離処理したＰＥＴフィルムに所期の厚さとなるように塗布し、約８０℃程度の温度で乾燥すればよい。

【0062】

＜光反射性異方性導電接着剤の反射特性＞
本発明の光反射性異方性導電接着剤の反射特性は、発光素子の発光効率を向上させるために、光反射性異方性導電接着剤の硬化物の波長４５０ｎｍの光に対する反射率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）が、少なくとも３０％であること望ましい。このような反射率とするためには、使用する光反射性絶縁粒子の反射特性や配合量、熱硬化性樹脂組成物の配合組成などを適宜調整すればよい。通常、反射特性の良好な光反射性絶縁粒子の配合量を増量すれば、反射率も増大する傾向がある。

【0063】

また、光反射性異方性導電接着剤の反射特性は屈折率という観点から評価することもできる。即ち、その硬化物の屈折率が、導電粒子と光反射性絶縁粒子とを除いた熱硬化性樹脂組成物の硬化物の屈折率よりも大きいと、光反射性絶縁電粒子とそれを取り巻く熱硬化性樹脂組成物の硬化物との界面での光反射量が増大するからである。具体的には、光反射性粒子の屈折率（ＪＩＳ Ｋ７１４２）から、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の屈折率（ＪＩＳ Ｋ７１４２）を差し引いた差が、好ましくは０．０２以上、より好ましくは０．２以上であることが望まれる。なお、通常、エポキシ樹脂を主体とする熱硬化性樹脂組成物の屈折率は約１．５である。

【0064】

＜発光装置＞
次に、本発明の発光装置について図２を参照しながら説明する。発光装置２００は、基板２１上の接続端子２２と、発光素子としてＬＥＤ素子２３のｎ電極２４とｐ電極２５とのそれぞれに形成された接続用のバンプ２６との間に、前述の本発明の光反射性異方性導電接着剤を塗布し、基板２１とＬＥＤ素子２３とがフリップチップ実装されている発光装置である。ここで、光反射性異方性導電接着剤の硬化物１００は、光反射性絶縁粒子や導電粒子、好ましくは光反射性導電粒子１０が熱硬化性樹脂組成物の硬化物１１中に分散してなるものである。なお、必要に応じて、ＬＥＤ素子２３の全体を覆うように透明モールド樹脂で封止してもよい。また、ＬＥＤ素子２３に従来と同様に光反射層を設けてもよい。

【0065】

このように構成されている発光装置２００においては、ＬＥＤ素子２３は発した光のうち、基板２１側に向かって発した光は、光反射性異方性導電接着剤の硬化物１００中の光反射性絶縁粒子や光反射性導電粒子１０で反射し、ＬＥＤ素子２３の上面から出射する。従って、発光効率の低下を防止することができる。

【0066】

本発明の発光装置２００における光反射性異方性導電接着剤以外の構成（ＬＥＤ素子２３、バンプ２６、基板２１、接続端子２２等）は、従来の発光装置の構成と同様とすることができる。また、本発明の発光装置２００は、本発明の光反射性異方性導電接着剤を使用すること以外は、従来の異方性導電接続技術を利用して製造することができる。なお、発光素子としては、ＬＥＤ素子の他、本発明の効果を損なわない範囲で公知の発光素子を適用することができる。

【実施例】

【0067】

参考例（ジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンの製造）
窒素気流中、還流冷却管と磁気撹拌子とを備えた１００ｍｌ三口フラスコに、２８．１２ｇ（１００．００ｍｍｏｌ）の１−アリル−３，５−ジグリシジルイソシアヌレート（ＭＡＤＧＩＣ、四国化成（株））と、１１．３１ｇ（４０．０２ｍｍｏｌ）の１，３−ビス（トリメチルシロキシ）−１，３−ジメチルジシロキサン（ＳＩＢ１８３８．０、Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．）とを投入し、混合物を８０℃で均一に溶融するまで撹拌した。続いて、この溶融混合物に２％Ｋａｒｓｔｅｄｔ触媒溶液（キシレン溶液）４５．０μＬを添加し、撹拌しながら１２０℃になるまで加熱し、溶融混合物の温度が１２０℃に到達してから、その温度を９時間保持して、１−アリル−３，５−ジグリシジルイソシアヌレートと１，３−ビス（トリメチルシロキサン）−１，３−ジメチルジシロキサンとを反応させた。

【0068】

反応終了後、反応混合物を冷却し、未反応モノマーを減圧下（１５０℃/０．１ｋＰａ）で留去し、残渣をカラムクロマトグラフィ（坦体：シリカゲル、溶出液；酢酸エチル/ヘキサン混合溶媒）で処理することにより、着色の少ない式（１ａ）のジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンを得た。

【0069】

【化4】

【0070】

実施例１，比較例１−３
表１に示す配合組成の成分を均一に混合することにより光反射性異方性導電接着剤を調製した。

【0071】

なお、実施例１においては、エポキシ基／酸無水物の官能基数の比が１／１．１となるように、エポキシ化合物と酸無水物系硬化剤とを配合した。また、比較例２の異方性導電接着剤は、２液硬化型ジメチルシリコーン樹脂（ＩＶＳ４７４２、モメンティブマテリアル社）に光反射性絶縁粒子と導電粒子とを配合したものであり、比較例３の異方性導電接着剤は、２液硬化型フェニルシリコーン樹脂（ＳＣＲ−１０１２、信越化学工業（株））に、光反射性絶縁粒子と導電粒子とを配合したものである。

【0072】

【表1】

【0073】

（評価）
得られた光反射性異方性導電接着剤のダイシェア強度を以下に説明するように測定した。また、光反射性異方性導電接着剤から光反射性絶縁粒子と導電粒子とを除いた残りの熱硬化性樹脂組成物について、以下に説明するように、耐熱試験と耐熱光試験とを行った。得られた結果を表２に示す。

【0074】

＜ダイシェア強度試験＞
金バンプ（高１０μｍ、径８０μｍ、ピッチ１９０μｍ）が形成された１０μｍ厚の銀ベタ電極を有するＬＥＤ用ガラスエポキシ基板（特注品、関西電子工業（株）））に、径が４ｍｍとなるように硬化性樹脂組成物を塗布し、そこへ０．３ｍｍ角のフリップチップ型ＬＥＤ素子（ＧＭ３５Ｒ４６０Ｇ、昭和電工（株））を載せ、フリップチップ型ＬＥＤ素子が表側となるようにガラスエポキシ基板を８０℃に保持されたホットプレートに置き、２分間加熱してＬＥＤ素子をＬＥＤ用ガラスエポキシ基板に仮固定した。このＬＥＤ素子が仮固定されたＬＥＤ用ガラスエポキシ基板を熱圧着装置に適用し、ＬＥＤ素子に８０ｇｆ／ｃｈｉｐの圧力を印加しながら２３０℃で１５秒間熱圧着処理を行うことにより、ＬＥＤ用ガラスエポキシ基板にＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ装置を作成した。実施例１又は比較例１の光反射性異方性導電接着剤を使用して作成したＬＥＤ装置の場合、熱圧着処理後に更に２６０℃、２０秒のリフロー処理を行った。

【0075】

このようにして作成したＬＥＤ装置について、ダイシェア強度(gf/chip)を測定した。実用上、ダイシェア強度は少なくとも２００ｇｆ／ｃｈｉｐ、好ましくは２５０ｇｆ／ｃｈｉｐ以上であることが望まれる。

【0076】

＜耐熱試験＞
１ｍｍ高さのスペーサが四隅には配置された２枚のアルミニウム平板（長１００ｍｍ×幅５０．０ｍｍ×厚０．５００ｍｍ）で熱硬化性樹脂組成物を挟み、実施例１及び比較例１の熱硬化性樹脂組成物については、まず１２０℃で３０分加熱し、続いて１４０℃で１時間加熱することにより硬化樹脂シートを作成した。また、比較例２及び３の熱硬化性樹脂組成物については、まず８０℃で１時間加熱し、続いて１５０℃で２時間加熱することにより硬化樹脂シートを作成した。

【0077】

得られた硬化樹脂シートを、１５０℃に設定されたオーブン内に１０００時間放置し、放置前後の分光特性（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）を、分光測色計（ＣＭ−３６００ｄ、コニカミノルタ（株））を用いて測定し、得られた測定値から色差（ΔＥ）を算出した。実用上、ΔＥは３５以下であることが望まれる。

【0078】

＜耐熱光試験＞
耐熱試験に供した硬化樹脂シートと同様の硬化樹脂シートを作成し、それを、温度１２０℃で光強度１６ｍＷ／ｃｍ^２に設定された熱光試験機（スーパーウインミニ、ダイプラウィンテス（株）；メタルハライドランプ使用）内に１０００時間放置し、 得られた硬化樹脂シートを、１５０℃に設定されたオーブン内に１０００時間放置し、放置前後の分光特性（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）を、分光測色計（ＣＭ−３６００ｄ、コニカミノルタ（株））を用いて測定し、得られた測定値から色差（ΔＥ）を算出した。実用上、ΔＥは２０以下であることが望まれる。

【0079】

【表2】

【0080】

表２から解るように、実施例１の光反射性異方性導電接着剤は、ダイシェア強度、耐熱試験及び耐熱光試験の結果がいずれも実用上好ましいものであったが、比較例１の場合には、熱硬化性エポキシ樹脂組成物を使用しているため、ダイシェア強度については好ましい結果が得られたが、式（１ａ）のジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンを使用していないため、耐熱試験に関し、満足できる結果が得られなかった。

【0081】

なお、比較例２及び３については、式（１ａ）のジグリシジルイソシアヌリル変性ポリシロキサンのみならず、熱硬化性エポキシ樹脂組成物を使用していないため、ダイシェア強度が著しく低く、耐熱試験、耐熱光試験をするまでもないものであった。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明の光反射性異方性導電接着剤は、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子等の発光素子を配線板に異方性導電接着剤を用いてフリップチップ実装して発光装置を製造する際に、製造コストの増大を招くような光反射層を発光素子に設けなくても、発光効率を低下させないようにすることができる。しかも、ダイシェア強度も高く維持でき、耐熱性、耐熱光性にも優れている。よって、本発明の光反射性異方性導電接着剤は、ＬＥＤ素子をフリップリップ実装する際に有用である。

【符号の説明】

【0083】

１ コア粒子
２ 無機粒子
３ 光反射層
４ 熱可塑性樹脂
１０、２０ 光反射性導電粒子
１１ 熱硬化性樹脂組成物の硬化物
２１ 基板
２２ 接続端子
２３ ＬＥＤ素子
２４ ｎ電極
２５ ｐ電極
２６ バンプ
１００ 光反射性異方性導電接着剤の硬化物
２００ 発光装置

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】