專利名稱：發(fā)光元件的密封方法及發(fā)光元件模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使凝膠前體凝膠化、并使用失去流動性的凝膠密封材料來密 封發(fā)光元件的方法。此外，還涉及一種使用該方法而形成的發(fā)光元件模塊。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED: Light Emitting Diode )發(fā)光元件模塊具有耗電量低、體積 小、重量輕等特點，常用作打印頭的光源、液晶背光的光源及各種儀表的光源等。這樣的發(fā)光元件模塊，如圖7所示，包括發(fā)光元件90、具有收納發(fā)光元件 90的凹部的基體91、覆蓋發(fā)光元件90的蓋體92、在基體91和蓋體92之間配置有密封 發(fā)光元件卯的硅酮(silicone )-凝膠93。密封該發(fā)光元件90的硅酮-凝膠93通過兩種液體混合并加熱，再凝膠化而 成。這兩種液體加熱到80。C到150。C左右發(fā)生化學反應，從而形成珪酮凝膠93。密封該發(fā)光元件的方法之一是將發(fā)光元件卯設置在基體91上后，將蓋體 92和基體91 一體化，如圖7所示，使用注射器94從蓋體92和基體91之間的間隙中邊 混合邊注射，加熱由硅酮-凝膠93形成的兩種液體。此時，為了不放進去導致降低發(fā) 光輸出功率等原因的氣泡，注射兩種液體的混合物直到將其注射到泄出為止。此外，還有將發(fā)光元件收納在基體凹部內并注入柔軟材料，安置好在發(fā)光元 件方向突出來的蓋體后，再通過加熱使其一體化來密封發(fā)光元件的方法(例如，參照專 利文獻1)。該柔軟材料通過采用澆注罐封(potting)來注射而使其具有流動性，將蓋 體放置好后加熱使柔軟材料凝膠化。特開2003 -318448號然而，將兩種液體邊混合邊通過注射器94注入的方法為了在基體91和蓋體 92之間不產生氣泡，就必須注射該液體直到將其注射到泄出為止。也就是說，白白浪費 了注射泄出的液體。此外，也難以確定注射器94的前端與將兩種液體注射入蓋體91和 蓋體92之間的注入口的位置。
另外，為了使形成硅酮-凝膠93的兩種液體凝膠化，就必須要加熱。也就是 說，基體91和蓋體92就必須使用能夠耐受凝膠化所必要的熱的材料，從而限制了可以 使用的材料。此外，由于采用該方法時會蒸發(fā)而形成氣泡，從而導致了發(fā)光的輸出功率 的降低，因此，就不能采用使用了溶劑的物質作為凝膠的凝膠前體。另一方面，專利文獻1的密封發(fā)光元件的方法是通過在發(fā)光元件方向設置突 起的蓋體，從而能夠防止在具有流動性的柔軟材料上產生氣泡。而且，在注入具有流動 性的柔軟材料時比較容易定位。但是，根據該專利文獻l的方法，為了使柔軟材料凝膠 化，就必須加熱，因此，無法解決不能采用在凝膠前體中使用溶劑的物質的問題。

發(fā)明內容
根據現有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光元件的密封方法， 在蓋體安裝后不進行凝膠化，不僅能夠防止發(fā)光元件模塊中產生氣泡，而且通過采用由 使用了溶劑的凝膠前體而形成的凝膠密封材料，能夠密封發(fā)光元件。此外，本發(fā)明的目 的還在于提供一種通過該密封方法形成的發(fā)光元件模塊。本發(fā)明的一種發(fā)光元件的密封六法，采用通過將凝膠前體凝膠化來失去流動性 的凝膠密封材料，其特征在于，包括如下步驟將所述凝膠前體凝膠化，形成所述凝膠 密封材料；將形成的凝膠密封材料置于所述發(fā)光元件上；將所述蓋體置于所述凝膠密封 材料上，以將所述發(fā)光元件和所述凝膠密封材料夾持住；朝所述發(fā)光元件方向按壓所迷 蓋體。根據本發(fā)明的發(fā)光元件的密封方法，由于在凝膠密封材料被置于發(fā)光元件上 之前就進行凝膠密封材料的凝膠前體的凝膠化，使凝膠密封材料失去了流動性，因此就 沒有必要在安裝蓋體后進行凝膠化了。這樣，就能夠使用采用注射法難以操作的高粘性 凝膠前體。此外，還能夠采用使用了溶劑的物質作為凝膠密封材料的凝膠前體。本發(fā)明的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，在將所述蓋體放置到所述凝膠 密封材料上之前，還包括步驟將所述密封凝膠密封材料朝著所述發(fā)光元件方向按壓。 通過該按壓，能夠防止發(fā)光元件和凝膠密封材料之間混入氣泡。進一步，本發(fā)明的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，在將所述蓋體朝著所 述發(fā)光元件方向按壓的步驟中，通過減壓的按壓方法按壓所述蓋體。通過將發(fā)光元件周 圍的空氣的壓力減小，就能夠防止在發(fā)光元件和凝膠密封材料之間、以及凝膠密封材料
和蓋體之間混入氣泡。進一步，本發(fā)明的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，在將所述蓋體朝著所 述發(fā)光元件方向按壓的步驟中，從在所述發(fā)光元件上對齊的凝膠密封材料的一端向另一 端連續(xù)地按壓。這樣，由于按壓凝膠密封材料，以將凝膠密封材料和發(fā)光元件之間的氣 泡壓出來，從而能夠防止在發(fā)光元件和凝膠密封材料之間混入氣泡。進一步，本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)明方法，其特征在于，在通過將所述凝膠前 體凝膠化而形成所述凝膠密封材料的步驟中，所述凝膠前體在預定的脫模薄膜上形成膠 片狀或是與蓋體的形狀相對應的形狀后，將所述凝膠前體凝膠化，形成所述凝膠密封材 料，將形成的凝膠密封材料從所述脫模薄膜上剝離下來。這樣，形成的凝膠密封材料就 很容易操作。進一步，本發(fā)明的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，所述凝膠密封材料通 過粘彈性測定，所測得的損耗彈性模量(G〃 )與貯存彈性模量(G')的比的正切值(tanS =G〃/G')為1以下。例如，使用旋轉式電流計(rheometer), —邊逐漸升高凝膠前體的 溫度， 一邊在施加正弦波扭轉傾斜時的動態(tài)壓力，在凝膠化溫度的前后凝膠前體的tanS 迅速減少到1以下。也就是說，根據粘彈性測定導出的tanS在1以下時，就能夠確定凝 膠前體已凝膠化，形成了沒有流動性的凝膠。進而可以通過使用tanS在1以下的凝膠密 封材料，而不必在安裝上蓋體后進行凝膠化，從而能夠采用使用溶劑的物質作為凝膠前 體。進一步，本發(fā)明的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，所述凝膠密封材料是 將聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)樹脂溶解在介質中而形成的組合物。將聚偏 二氟乙烯溶解在介質中而形成的組合物的折射率比作為凝膠密封材料使用的硅酮具有 更高的折射率。因此，即使在使用具有較高的折射率的蓋體時，由于使用了這種具有高 折射率的組合物作為凝膠密封材料，凝膠密封材料的折射率與蓋體的折射率的差就減小 了 ，從而能夠提高由密封的發(fā)光元件所發(fā)出的光的輝度。進一步，本發(fā)明的一種發(fā)光元件模塊，其特征在于，具有發(fā)光元件、將凝膠 前體凝膠化并失去了流動性的凝膠密封材料和夾持所述發(fā)光元件與所迷凝膠密封材料 的蓋體，將形成的所述凝膠密封材料置于在所述發(fā)光元件上，將蓋體置于所述凝膠密封 材料上，通過將所述蓋體朝向所述發(fā)光元件按壓來密封所述發(fā)光元件。根據本發(fā)明的發(fā)光元件模塊，由于是在凝膠密封材料被置于發(fā)光元件上之前 使其凝膠前體凝膠化，使凝膠密封材料失去了流動性，因此就不必在發(fā)光元件密封后再
進行加熱等的凝膠化步驟。這樣，也可使用釆用注射法難以操作的高粘性凝膠前體。此 外，還能夠采用使用了溶劑的物質作為凝膠密封材料的凝膠前體。從而，本發(fā)明提供了 一種沒有氣泡混入的高亮度的發(fā)光元件模塊。進一步，本發(fā)明的發(fā)光元件模塊，其特征在于，所述凝膠密封材料通過粘彈 性測定，所測得的損失彈性模量(G〃)與貯存彈性模量(G')的比的正切值(tanS = G7 G')為1以下。通過使用tanS在1以下的凝膠密封材料，就不必在安裝蓋體后再進行凝 膠化。即能夠提供一種沒有氣泡混入的發(fā)光元件模塊。進一步，本發(fā)明的發(fā)光元件模塊，其特征在于，所述凝膠密封材料是將聚偏 二氟乙烯樹脂溶解在介質中而形成的組合物。將聚偏二氟乙烯溶解在介質中而形成的組 合物的折射率比作為凝膠密封材料使用的硅酮具有更高的折射率。因此，即使在使用具 有較高的折射率的蓋體時，由于使用了這種高折射率的組合物作為凝膠密封材料，凝膠 密封材料的折射率與蓋體的折射率的差就減小了 ，從而能夠提供一種高亮度的發(fā)光元件 模塊。如上所述的本發(fā)明的發(fā)光元件密封方法由于在凝膠密封材料被置于發(fā)光元件 上之前就進行凝膠密封材料的凝膠前體的凝膠化，使凝膠密封材料失去了流動性，因此 沒有必要在安裝蓋體后再進行凝膠化了。這樣，也能夠使用釆用注射法難以操作的高粘 性凝膠前體。此外，還能夠采用使用了溶劑的物質作為凝膠密封材料的凝膠前體。此外，根據如上所述的本發(fā)明的發(fā)光元件模塊，由于是在凝膠密封材料被置 于發(fā)光元件上之前使凝膠密封材料的凝膠前體凝膠化，使凝膠密封材料失去了流動性， 因此就不必在發(fā)光元件密封后再進行加熱等的凝膠化步驟。這樣，也能夠使用采用注射 法難以操作的高粘性凝膠前體。此外，還能夠采用使用了溶劑的物質作為凝膠密封材料 的凝膠前體。從而，本發(fā)明提供了一種沒有氣泡混入的高亮度的發(fā)光元件模塊。



這樣將凝膠密封材料30朝LED元件10方向按壓之后，如上述的說明，將透 光性鏡片40置于凝膠密封材料30上，將透光性鏡片40朝LED元件10的方向按壓， 從而能夠密封LED元件10。而后，由于凝膠密封材料30已失去了流動性，所以在密封 LED元件之后不必進行加熱等的凝膠化工序。采用上述的發(fā)光元件的密封方法能夠形成本發(fā)明的發(fā)光元件模塊。這樣，能 夠防止氣泡混入到發(fā)光元件模塊內，從而形成發(fā)光元件模塊，不會因氣泡而使發(fā)光輸出 功率降低。進而，由于能夠采用使用了溶劑的凝膠前體，通過適當變更混入到凝膠密封 材料的原材料或密封材料的物質，也能夠調整凝膠密封材料的折射率，以與透光性鏡片 40的折射率相一致，從而能夠形成輝度更高的發(fā)光元件;漠塊。
實施例 實施例1在曱苯和曱基乙基曱酮按照1: 1混合后的溶液中，將二 (4-異丁烯?；?硫基)砥化物(bis ( 4 - methacryloyl thiophenyl) sulfide )(住友精化公司制造)的粉末 5g、聚氨酯丙烯酸酯(urethane aerylate ) EB230 (代森鋅公司制造)5g和聚合引發(fā)劑^ 一 《，；AO (日本油脂公司制造，英文為perhexyl) O.lg混合。然后使用分配器，將 混合溶液滴到脫模紙上，在形成凝膠之后呈直徑3mm、厚度0.75mm的圓盤狀。此后， 對該混合溶液進行IO(TC的加熱，通過蒸發(fā)溶劑來凝膠化，從而形成被置于LED元件上 的凝膠密封材料。該凝膠密封材料的折射率為1.6。 LED元件收納在基體的凹部，LED元件的電極與基體的導線通過金屬線相連 接。然后，通過4聶子將在實施例1中形成的凝膠密封材料夾住，將其置于該LED元件 上。進而將透光性鏡片置于凝膠密封材料上。該透光性鏡片的折射率為1.61。在能夠減 壓的空間內，可在凝膠密封材料上并排放置多個該透光性鏡片的LED元件。然后，將 并排LED元件的空間減壓至0.5Torr。此后，使用由硅酮橡膠形成的聯接器，從透光性 鏡片的上方朝LED元件方向按壓，將LED元件密封。此時的壓力為10000Pa。這樣，即使使用將凝膠密封材料的凝膠前體溶解到溶劑中的物質，通過凝膠 密封材料也能夠密封LED元件，而不讓氣泡混入其中。此外，通過該方法，能夠形成 沒有氣泡的LED元件模塊。另外，透光性鏡片以及凝膠密封材料的折射率大致相同， 從而提高了所形成的LED元件模塊的輝度。
實施例2將4g平均粒徑為12nm的氧化鈦納米粒子分散在甲基乙基甲酮中，再將該分 散液與10g澆注密閉用硅酮3062的A液(GE東芝硅酮)混合。其次，將同樣的澆注 密閉用硅酮3062的B液(GE東芝硅酮)與10g混合了分散液的A液相混合，再將形 成的混合物通過涂料機在脫模紙上延展成厚1.25mm的膠片狀。將延展成膠片狀的混合 物加熱到150。C，將溶劑蒸發(fā)并使其硬化，形成凝膠膠片。將LED元件收納在基體的凹部，通過金屬線將LED元件的電極與基體的導 線相連。然后，將收納了該LED元件的多個基體以預定的間隔彼此隔開，并使其可自 由離合地固定在膠片上。再次，使形成的凝膠膠片與固定在膠片狀上、并收納了 LED元件的多個基體 的間隔相一致，留下脫模紙起模。此時將凝膠密封材料起模，以形成直徑4mm、厚1.25mm 的凝膠密封材料。將該膠片上收納LED元件的基體與脫模紙上形成的凝膠密封材料的位置相 一致，通過軋輥將凝膠密封材料與基體按壓，將膠片和脫;f莫紙從凝膠密封材料的一端向 另一端移動，以碾壓成薄片。也就是說，從凝膠密封材料的一端向另一端移動凝膠密封 材料與LED元件，以將凝膠密封材料向LED元件方向按壓。通過這樣，能夠防止凝膠 密封材料和LED元件之間混入氣泡。此后，剝離該脫模紙，將透光性鏡片置于凝膠密封材料上，采用實施例1的 方法通過凝膠密封材料將LED元件密封。這樣，即使采用將凝膠密封材料的凝膠前體 溶解到溶劑中的材料，也能夠將LED元件通過凝膠密封材料密封，而不混入氣泡。此 外，通過該方法，能夠形成沒有氣泡的LED元件模塊。
實施例3僅用甲基乙基甲酮溶液替代實施例2中在A液里混入氧化鈦納米微粒分散到 甲基乙基甲酮中的溶液，將甲基乙基曱酮溶液與A液混合，形成硅酮凝膠，用與實施例 2相同的方法密封LED元件。這樣，即使使用將凝膠密封材料的凝膠前體溶解到溶劑中 的材料，也能夠通過凝膠密封材料將LED元件密封，而不混入氣泡。此外，通過該方 法，能夠形成沒有氣泡的LED元件模塊。
實施例4粘彈性的測定用動態(tài)粘彈性測定裝置(DMS - 6100( SII - NT社制造)進行。 在實施例1及實施例3形成的凝膠密封材料在直徑為12.5mm的平板之間與樹脂組合物
夾持，在10%的傾斜下左右交互地活動下側的板，并在角速度0.1rad/s 400rad/s的范圍 內變化，測定貯存彈性模量(G')、損耗彈性模量(G")以及損耗正切tanS。其結果是， 在實施例1中形成的凝膠密封材料的貯存彈性模量(G')為0.12MPa，損耗彈性模量(G〃 ) 為1.5kPa， tan5為0.0125, tan5值在1以下。此外，在實施例3中形成的凝膠密封材料 貯存彈性模量(G')為17kPa,損耗彈性模量(G〃)為750Pa， tanS為0.0441, tanS值 在1以下。因此，實施例1及實施例3中形成的凝膠密封材料沒有流動性。
權利要求
1、一種發(fā)光元件的密封方法，采用通過將凝膠前體凝膠化來使其失去流動性而形成的凝膠密封材料，其特征在于，包括如下步驟將所述凝膠前體凝膠化，形成所述凝膠密封材料；將形成的凝膠密封材料置于所述發(fā)光元件上；將所述蓋體置于所述凝膠密封材料上， 以將所述發(fā)光元件和所述凝膠密封材料夾持?。怀霭l(fā)光元件方向按壓所述蓋體。
2、 根據權利要求1所述的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，在將所述蓋體放置 到所述凝膠密封材料上之前，還包括步驟將所述凝膠密封材料朝著所述發(fā)光元件方向按壓。
3、 根據權利要求1所述的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，在將所述蓋體朝著 所述發(fā)光元件方向按壓的步驟中，通過減壓的按壓方法按壓所述蓋體。
4、 根據權利要求2所述的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，在將所述蓋體朝著 所述發(fā)光元件方向按壓的步驟中，從在所述發(fā)光元件上對齊的凝膠密封材料的一端向另 一端連續(xù)地按壓。
5、 根據權利要求1所述的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，在通過將所述凝膠 前體凝膠化而形成所述凝膠密封材料的步驟中，所述凝膠前體在預定的脫;f莫薄膜上形成膠片狀或是與蓋體的形狀相對應的形狀后，將所述凝膠前體凝膠化，形成所述凝膠密封材料，將所形成的所述凝膠密封材料從所述脫模薄膜上剝離下來。
6、 根據權利要求1所述的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，所述凝膠密封材料 通過粘彈性測定，所測得的損耗彈性模量G〃與貯存彈性模量G'的比的正切值tanS = G7 G'小于1。
7、 根據權利要求1的發(fā)光元件的密封方法，其特征在于，所述凝膠密封材料是將 聚偏二氟乙烯樹脂溶解在介質中而形成的組合物。
8、 一種發(fā)光元件模塊，其特征在于，包括 發(fā)光元件； 將凝膠前體凝膠化并失去了流動性的凝膠密封材料；和夾持所述發(fā)光元件與所述凝膠密封材料的蓋體；將形成的所述凝膠密封材料置于所述發(fā)光元件上，而將蓋體置于所述凝膠密封材料 上，通過將所述蓋體朝向所述發(fā)光元件按壓來密封所述發(fā)光元件。
9、 根據權利要求8所述的發(fā)光元件模塊，其特征在于，所述凝膠密封材料通過粘 彈性測定，所測得的損耗彈性模量G〃與貯存彈性模量G'的比的正切值tanS = G〃/ G'小 于1。
10、 根據權利要求8所述的發(fā)光元件模塊，其特征在于，所述凝膠密封材料是將 聚偏二氟乙烯樹脂溶解在介質中而形成的組合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光元件的密封方法，在安裝蓋體后不進行凝膠化，能夠防止在發(fā)光元件模塊中產生氣泡，同時還能夠通過采用了溶劑的物質作為凝膠密封材料的凝膠前體來密封發(fā)光元件。另外，本發(fā)明還公開了一種采用該密封方法形成的發(fā)光元件模塊。本發(fā)明的發(fā)光元件的密封方法，由于是在凝膠密封材料被置于發(fā)光元件上之前使凝膠密封材料的凝膠前體凝膠化，因此就不必在發(fā)光元件密封后再進行凝膠化。這樣，也可使用采用注射法難以操作的高粘性凝膠前體。此外，還能夠采用使用了溶劑的物質作為凝膠密封材料的凝膠前體。另外，本發(fā)明提供了一種沒有氣泡混入的高亮度的發(fā)光元件模塊。
文檔編號H01L33/56GK101189734SQ20068001885
公開日2008年5月28日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權日2005年7月25日
發(fā)明者初田弘毅, 寒川博司 申請人:索尼化學&信息部件株式會社