説明

加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体

【課題】ガスバリア性に優れる加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を提供する。
【解決手段】加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物は、(A)成分:下記式(1)で表されるケイ素化合物100質量部と、(B)成分:縮合触媒0.001〜10質量部と、を含有する。(RSiO3/2((RSiO2/2((RSiO1/2(SiO4/2(XO1/2・・・(1)(式中、R、R、およびRは同一または異なる1価の有機基であり、Xは水素原子または1価の有機基であり、aは正数であり、bは0または正数であり、cは0または正数であり、dは0または正数であり、eは0または正数である(ただし、a〜eは以下の条件を満たす:b/aは0〜10の数であり、c/aは0〜0.5の数であり、d/(a+b+c+d)は0〜0.3の数であり、e/(a+b+c+d)は0.01〜1.5の数である。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、光半導体を封止するための組成物には樹脂としてエポキシ樹脂を使用することが提案されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、エポキシ樹脂を含有する組成物から得られる封止体は白色LED素子からの発熱によって色が黄変するなどの問題があった。
また、2個のシラノール基を有するオルガノポリシロキサンと、ケイ素原子に結合した加水分解可能な基を1分子中に2個以上有するシラン化合物等と、有機ジルコニウム化合物とを含有する室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物が提案されている(例えば、特許文献2、3)。
また、2個のシラノール基を有するジオルガノポリシロキサン等と、アルコキシ基を3個以上有するシラン等とに縮合触媒を混合し加熱することが提案されている(例えば、特許文献4、5)。
【0003】
【特許文献1】特開平10−228249号公報
【特許文献2】特開2001−200161号公報
【特許文献3】特開平2−196860号公報
【特許文献4】特開2007−224089号公報
【特許文献5】特開2006−206700号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、シリコーン系樹脂の場合、エポキシ樹脂と比較して気体透過性が高いため、空気中の硫化水素によって光半導体パッケージの銀メッキが経時で変色しやすく、その結果、輝度が低下する傾向がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、下記(A)成分および(B)成分を含む組成物を用いることにより、樹脂の硬度上昇を抑えつつ、ガスバリア性を有する硬化物が得られること、例えば、硫化水素に対するバリア性(耐硫化性)を発現させて、銀の変色を抑えることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、ガスバリア性(例えば耐硫化性)を有する加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体を提供する。
【0006】
すなわち、本発明は下記1〜10を提供する。
1.(A)成分:下記式(1)で表されるケイ素化合物100質量部と、
(RSiO3/2((RSiO2/2((RSiO1/2(SiO4/2(XO1/2 ・・・(1)
(式中、R、R、およびRは同一または異なる1価の有機基であり、Xは水素原子または1価の有機基であり、aは正数であり、bは0または正数であり、cは0または正数であり、dは0または正数であり、eは0または正数である(ただし、a〜eは以下の条件を満たす:b/aは0〜10の数であり、c/aは0〜0.5の数であり、d/(a+b+c+d)は0〜0.3の数であり、e/(a+b+c+d)は0.01〜1.5の数である。)
(B)成分:縮合触媒0.001〜10質量部と、
を含有する加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
2.前記(A)成分を1種または2種以上含むことができ、前記(A)成分は、融点もしくは軟化点が25℃を超えるケイ素化合物A1および/または融点もしくは軟化点が25℃以下であるケイ素化合物A2であることができる、上記1に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
3.前記ケイ素化合物A1は、シルセスキオキサンを主骨格とすることができる、上記2に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
4.前記ケイ素化合物A2は、下記式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物、
シリコーンアルコキシオリゴマー、および
少なくとも片末端にアルコキシシリル基を有し、1分子中に3個以上のアルコキシ基を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることができる、上記2または3に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
(R(ORSiO(4−m−n)/2 ・・・(2)
(式中、Rは同一または異なる、炭素原子数1〜6のアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、Rは同一または異なる、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、アルケニル基、アルコキシアルキル基またはアシル基であり、mは0.5≦m<2(2.0)を満たす数であり、nは0<n<2を満たす数である(ただし、1<m+n≦3である。))
5.前記ケイ素化合物A2が、メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物、または、メチルトリメトキシシランおよびジメチルジメトキシシランの混合物の部分加水分解縮合物であることができる、上記2〜4のいずれかに記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
6.前記(B)成分を1種または2種以上含むことができ、前記(B)成分の少なくとも1種がジルコニウム化合物および/または亜鉛化合物であることができる、上記1〜5のいずれかに記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
7.前記(B)成分を2種以上含むことができ、前記(B)成分は、遷移金属化合物および卑金属化合物の両方を含むことができる、上記1〜5のいずれかに記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
8.前記(A)成分100質量部に対して、下記式(3)で表される分子量50,000以下の化合物および/または式(4)で表される分子量5,000以下の化合物である(C)成分1〜1000質量部をさらに含有する、上記1〜7のいずれか1項に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
HO(RSiO)(RSiO)H ・・・(3)
(式中、Rは、炭素原子数1〜20の1価の炭化水素基であり、Rは、Rとは異なる、炭素原子数2〜20の1価の炭化水素基であり、mは0以上の整数であり、nは3以上の整数である。)
XO((RSiO)X ・・・(4)
(式中、Rは同一または異なる、上記式(3)に定義される基であり、nは3以上の整数であり、Xは水素原子または炭素原子数1〜6の1価の炭化水素基である。)
9.前記式(3)において、Rで表される基が、環構造を有する1価の炭化水素基であることができる、上記8に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
10.上記1〜9のいずれかに記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物をLEDチップに付与し、前記LEDチップを加熱し前記加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を硬化させて前記LEDチップを封止することによって得られることができる光半導体封止体。
【発明の効果】
【0007】
本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物は、下記(A)成分および(B)成分を含むことにより、該組成物を用いてガスバリア性に優れた樹脂硬化物を製造することができる。したがって、本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を用いて得られた樹脂硬化物は例えば、硫化水素に対する高いバリア性(耐硫化性)を有する。
本発明の光半導体封止体は、ガスバリア性(例えば耐硫化性)に優れている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】図1は、本発明の光半導体封止体の一例を模式的に示す上面図である。
【図2】図2は、図1に示す光半導体封止体のA−A断面を模式的に示す断面図である。
【図3】図3は、本発明の光半導体封止体の一例を模式的に示す断面図である。
【図4】図4は、本発明の光半導体封止体の一例を模式的に示す断面図である。
【図5】図5は、本発明の光半導体封止体を用いたLED表示器の一例を模式的に示す図である。
【図6】図6は、図5に示すLED表示器を用いたLED表示装置のブロック図である。
【図7】図7は、実施例において本発明の組成物を硬化させるために使用した型の断面を模式的に表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体について詳細に説明する。
【0010】
1.加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物
本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物は、
(A)成分:下記式(1)で表されるケイ素化合物100質量部と、
(RSiO3/2((RSiO2/2((RSiO1/2
(SiO4/2(XO1/2 ・・・(1)
(式中、R、R、およびRは同一または異なる1価の有機基であり、Xは水素原子または1価の有機基であり、aは正数であり、bは0または正数であり、cは0または正数であり、dは0または正数であり、eは0または正数である(ただし、a〜eは以下の条件を満たす:b/aは0〜10の数であり、c/aは0〜0.5の数であり、d/(a+b+c+d)は0〜0.3の数であり、e/(a+b+c+d)は0.01〜1.5の数である。)
(B)成分:縮合触媒0.001〜10質量部と、
を含有する。
なお、本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を以下「本発明に係る組成物」ということがある。
【0011】
1.1.(A)成分
(A)成分は、上記式(1)で表されるケイ素化合物である。上記式(1)において、R、R、およびRで表される1価の有機基としては、例えば、炭素原子数1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基)、炭素原子数1〜6のアルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、2−ヘキセニル基)または炭素原子数1〜12のアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基)等の1価の炭化水素基が挙げられる。
【0012】
また、上記式(1)において、Xで表される1価の有機基としては、例えば、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜6のアルコキシアルキル基または炭素原子数1〜6のアシル基等が挙げられる。(A)成分の主鎖は直鎖、分岐のいずれであってもよい。
【0013】
本発明の組成物は、(A)成分を1種または2種以上含むことができる。(A)成分は例えば、融点もしくは軟化点が25℃を超えるケイ素化合物A1および/または融点もしくは軟化点が25℃以下であるケイ素化合物A2であることができる。すなわち、本発明の組成物は、ケイ素化合物A1のみを含有するか、ケイ素化合物A2のみを含有するか、またはケイ素化合物A1およびケイ素化合物A2の両方を含有することができる。
【0014】
本発明の組成物がケイ素化合物A1およびケイ素化合物A2の両方を含有する場合、本発明の組成物は、100質量部のケイ素化合物A1に対して、0〜500質量部のケイ素化合物A2を含有することができる。
【0015】
ケイ素化合物A1は、硬化性に優れるという観点から、その融点もしくは軟化点が25℃を超えるのが好ましく、50〜80℃であるのがより好ましい。
【0016】
ケイ素化合物A1は例えば上記式(1)で表される化合物である。ガスバリア性付与という観点から、ケイ素化合物A1はシルセスキオキサンを主骨格とするものが好ましい。
【0017】
ケイ素化合物A1は具体的には例えば、式(1−1)で表されるケイ素化合物が挙げられる。
(RSiO3/2(XO1/2 ・・・(1−1)
式中、Rは同一または異なる1価の有機基であり、Xは水素原子または1価の有機基であり、aは正数であり、eは0または正数であり、e/(a+b+c+d)は0.01〜1.5の数である。
【0018】
ケイ素化合物A1はその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。取り扱いの容易さという観点から、ケイ素化合物A1の重量平均分子量は100〜100,000であるのが好ましく、500〜10,000であるのがより好ましい。なお、本発明において、(A)成分の重量平均分子量は、クロロホルムを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
【0019】
ケイ素化合物A2は、常温で液状であり取り扱いに優れるという観点から、その融点もしくは軟化点が25℃以下であるのが好ましい。
またケイ素化合物A2はDTレジン、Tレジンであるのが好ましい態様として挙げられる。
ケイ素化合物A2としては、例えば、
下記式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物、
シリコーンアルコキシオリゴマー、
少なくとも片末端にアルコキシシリル基を有し、1分子中に3個以上のアルコキシ基(アルコキシシリル基由来のもの)を有する化合物(以下これを化合物A2’と記述する。)が挙げられる。
ケイ素化合物A2はシルセスキオキサンを主骨格として有するものを含まない。
【0020】
ケイ素化合物A2は例えば下記式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物とすることができる。ここで、ケイ素化合物A2における加水分解性基の割合は、プロトンおよびカーボン核磁気共鳴スペクトルによって求められた値である。
(R(ORSiO(4−m−n)/2 ・・・(2)
(式中、Rは同一または異なる、炭素原子数1〜6のアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、Rは同一または異なる、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、アルケニル基、アルコキシアルキル基またはアシル基であり、mは0.5≦m<2.0を満たす数であり、nは0<n<2を満たす数である(ただし、1<m+n≦3である。))。m+nは1.05<m+n≦3とすることができる。
【0021】
上記式(2)において、Rで表される基は例えば、上記式(1)においてR〜Rとして例示した基が挙げられ、Rで表される基は例えば、上記式(1)においてXとして例示した基が挙げられる。なかでも、Rで表される基は炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましく、耐熱性に優れ、耐熱着色安定性により優れるという観点から、メチル基が好ましい。また、Rで表される基は炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましい。なお、上記式(2)で表される化合物において、Rの炭素数1〜6のアルキル基は例えば酸素原子のようなヘテロ原子を含むことができる。また、Rで表される基がアシル基の場合、アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基が挙げられる。
式(2)で表される部分加水分解縮合物は加水分解性基:OR5を有することができる。式(2)で表される部分加水分解縮合物が有する加水分解性基の量は、硬化性に優れるという観点から、式(2)で表される部分加水分解縮合物1分子中30質量%以下であるのが好ましく、10〜25質量%であるのがより好ましい。
【0022】
ケイ素化合物A2は例えば、入手の容易さという観点から、メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物、または、メチルトリメトキシシランおよびジメチルジメトキシシランの混合物の部分加水分解縮合物であることが好ましい。
【0023】
ケイ素化合物A2としては、例えば、メチルメトキシオリゴマーのようなシリコーンアルコキシオリゴマーが挙げられる。シリコーンアルコキシオリゴマーは、主鎖がポリオルガノシロキサンであり、分子末端がアルコキシシリル基で封鎖されたシリコーンレジンである。
メチルメトキシオリゴマーとしては、例えば、下記式(5)で表されるものが挙げられる。
【化1】

・・・(5)
(式中、R″はメチル基であり、aは1〜100の整数であり、bは0〜100の整数である。)
メチルメトキシオリゴマーは例えば、市販品を使用することができる。メチルメトキシオリゴマーの市販品としては、例えば、x−40−9246(重量平均分子量6,000、信越化学工業社製)、x−40−9225(重量平均分子量3,400、信越化学工業社製)、が挙げられる。
【0024】
また、ケイ素化合物A2として例えば、少なくとも片末端にアルコキシシリル基を有し、1分子中に3個以上のアルコキシ基(アルコキシシリル基由来のもの)を有する化合物(以下これを化合物A2’と記述する。)が好ましい形態として挙げられる。化合物A2’は、例えば、両末端シラノール基を有するポリシロキサン1モルに対してアルコキシリル基を有するシラン化合物1モル以上を脱アルコール縮合した反応物として得ることができる。
化合物A2’を製造するために使用される、アルコキシ基を有するシラン化合物としては、例えば、上記式(2):RSi(OR(4−m−n)/2で表される化合物などが挙げられる。
ケイ素化合物A2’を製造するために使用される、両末端シラノール基を有するポリシロキサンとしては、例えば、本願明細書において後に1.3.(C)成分で説明される式(3)で表される化合物と同様のものが挙げられる。ここでは式(3)で表される化合物の分子量を50,000以下とすることができる。
ケイ素化合物A2’としては、例えば、下記式(6)で表されるものが挙げられる。
【化2】

・・・(6)
(式中、nは1以上の整数である。)
【0025】
ケイ素化合物A2はその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。取り扱いの容易さという観点から、ケイ素化合物A2の重量平均分子量は100〜100,000であるのが好ましく、500〜10,000であるのがより好ましい。
【0026】
なお本発明において、例えば、式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物、シリコーンアルコキシオリゴマー、少なくとも片末端にアルコキシシリル基を有し1分子中に3個以上のアルコキシ基(アルコキシシリル基由来のもの)を有する化合物(これらをあわせて「ケイ素化合物A′という)について、これらの構造のみに関して説明すると、ケイ素化合物A′は式(1)で表されるケイ素化合物の範囲に完全に包含されないものとすることができる。すなわちケイ素化合物A′(式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物等)は、その構造が式(1)の範囲から外れるものをも含むことができる。したがって本発明の組成物は、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′(例えば、式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物等)100質量部と、縮合触媒0.001〜10質量部とを含有するものとすることができる。この場合、式(1)で表されるケイ素化合物をその融点もしくは軟化点が25℃を超えるもの(例えば、上記ケイ素化合物A1)とし、ケイ素化合物A′をその融点もしくは軟化点が25℃以下であるもの(例えば、式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物、シリコーンアルコキシオリゴマー、少なくとも片末端にアルコキシシリル基を有し1分子中に3個以上のアルコキシ基(アルコキシシリル基由来のもの)を有する化合物))として、両者を区別することができる。また、ケイ素化合物A′はシルセスキオキサン主骨格として有するものを含まない。各化合物の詳細は同様である。
このように、本発明の組成物は、融点もしくは軟化点が25℃を超える、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又は融点もしくは軟化点が25℃以下であるケイ素化合物A′(例えば、式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物等)を含有する加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物とすることができる。
また、本発明の組成物が、融点もしくは軟化点が25℃を超える、式(1)で表されるケイ素化合物を含有し、さらに、融点もしくは軟化点が25℃以下であるケイ素化合物A′(例えば、式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物等)を含有する場合、融点もしくは軟化点が25℃以下であるケイ素化合物A′の量は、硬化性に優れるという観点から、融点もしくは軟化点が25℃を超える、式(1)で表されるケイ素化合物100質量部に対して、0〜500質量部であるのが好ましく、0〜100質量部であるのがより好ましい。
なお、以下(A)成分とあるのは、融点もしくは軟化点が25℃を超える、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又は融点もしくは軟化点が25℃以下であるケイ素化合物A′(例えば、式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物等)を含有する場合にも同様に当てはまるものとする。
【0027】
1.2.(B)成分
(B)成分である縮合触媒は、本発明の組成物を硬化させるための触媒として作用し、(A)成分の架橋反応を促進すると考えられる。
より具体的には、(B)成分は、加熱によって活性化され、シラノール基を(例えば、シラノール基同士、シラノール基とアルコキシシリル基との反応によって)縮合させることができる。これによって(B)成分は、本発明の組成物を加熱によって全体的に均一に硬化させることができる。
(B)成分は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0028】
(B)成分としては、例えばジルコニウム化合物、亜鉛化合物、その他の遷移金属化合物および卑金属化合物が挙げられる。
【0029】
例えば、本発明の組成物が(B)成分を1種または2種以上含む場合、(B)成分の少なくとも1種がジルコニウム化合物および/または亜鉛化合物であることができる。また、本発明の組成物が(B)成分を2種以上含む場合、(B)成分は、遷移金属化合物および卑金属化合物の両方を含むことができる。
【0030】
(B)縮合触媒は有機基を有するのが好ましい態様の1つとして挙げられる。(B)縮合触媒は、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を介して、および/または、エステル結合のような結合基を介して、有機基(炭化水素基)と結合することができる。有機基(炭化水素基)は、脂肪族炭化水素基(鎖状、分岐状、環状、これらの組み合わせを含む。脂肪族炭化水素基は不飽和結合を有することができる。)、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。有機基(炭化水素基)は例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。結合基を有する有機基(炭化水素基)としては、例えば、有機カルボキシレート(−O−CO−R);アルコキシ基、フェノキシ基のような、炭化水素基がオキシ基と結合したのもの(−O−R);配位子;これらの組み合わせが挙げられる。
【0031】
1.2.1.ジルコニウム化合物
より具体的には、ジルコニウム化合物は下記式(7)で表される化合物(化合物B1)および/または下記式(8)で表される化合物(化合物B2)とすることができる。ジルコニウム化合物は有機基を有することができる。
【0032】
【化3】

・・・(7)
(式中、Rは炭素原子数1〜18の炭化水素基である。)
【化4】

・・・(8)
(式中、R10は同一または異なる、炭素原子数1〜16の炭化水素基であり、R11は同一または異なる、炭素原子数1〜18の炭化水素基であり、mは1〜3の整数である。)
【0033】
1.2.1−1.化合物B1
化合物B1は、ジルコニル[(Zr=O)2+]を構成要素として含むジルコニウム金属塩である。化合物B1を含む本発明の組成物は硬化性により優れている。
化合物B1のジルコニウム金属塩を製造するために使用される酸は特に制限されない。例えば、カルボン酸塩が挙げられる。カルボン酸塩としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、オクチル酸(2−エチルヘキサン酸)、ノナン酸、ステアリン酸、ラウリン酸のような脂肪族カルボン酸;ナフテン酸、シクロヘキサンカルボン酸のような脂環式カルボン酸;安息香酸のような芳香族カルボン酸が挙げられる。
高温下における長期信頼性に優れる(例えばハクリ、クラックを抑制することができ、耐久性に優れる。)という観点から、化合物B1は脂肪族カルボン酸塩および/または脂環式カルボン酸塩であるのがより好ましく、脂環式カルボン酸塩であるのがさらに好ましい。
この場合、脂肪族カルボン酸塩としては、例えばジオクチル酸ジルコニル、ジネオデカン酸ジルコニルが挙げられ、脂環式カルボン酸塩としては、例えばナフテン酸ジルコニル、シクロヘキサン酸ジルコニルのような脂環式カルボン酸塩が挙げられ、芳香族カルボン酸塩としては、例えば安息香酸ジルコニルが挙げられる。高温下における長期信頼性に優れ、硬化性に優れるという観点から、(B)成分として化合物B1を用いる場合、化合物B1は、ジオクチル酸ジルコニルおよびナフテン酸ジルコニルのうちの一方または両方であるのが好ましい。
【0034】
1.2.1−2.化合物B2
化合物B2は上記式(8)で表されるように、1〜3個のアシル基(R10−CO−)を有する。上記式(8)で表される化合物B2において、アシル基はカルボン酸エステルとして上記式(8)に含まれる。上記式(8)において複数のR10は同じでも異なっていてもよい。
【0035】
耐熱着色安定性により優れ、相溶性(例えば、シリコーン樹脂に対する相溶性)に優れるという観点から、上記式(8)においてR10で表される炭化水素基の炭素原子数は3〜16であるのが好ましく、4〜16であるのがより好ましい。
10で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。高温下における長期信頼性に優れ、硬化性、耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、R10で表される炭化水素基は脂環式炭化水素基および/または脂肪族炭化水素基であるのが好ましい。
【0036】
耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、R10で表される炭化水素基は環状構造を有するのが好ましい。この場合、環状構造としては、例えば、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。R10は環状構造のほかに例えば脂肪族炭化水素基を有することができる。
【0037】
脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基のようなシクロアルキル基;ナフテン環(ナフテン酸由来のシクロパラフィン環);アダマンチル基、ノルボルニル基のような縮合環系炭化水素基が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アズレンが挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、例えば、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、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基が挙げられる。
なかでも耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、R10で表される炭化水素基は脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基であることが好ましく、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ナフテン環(R10COO−としてのナフテート基)、フェニル基がより好ましく、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ナフテン環がさらに好ましい。
【0038】
脂環式炭化水素基を有するR10COO−としては、例えば、シクロプロピルカルボニルオキシ基、シクロブチルカルボニルオキシ基、シクロペンチルカルボニルオキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基(シクロヘキシルカルボネート基)、シクロヘプチルカルボニルオキシ基(シクロヘプチルカルボネート基)、シクロオクチルカルボニルオキシ基のようなシクロアルキルカルボニルオキシ基;ナフテート基(ナフテン酸エステル);アダマンチルカルボニルオキシ基、ノルボルニルカルボニルオキシ基のような縮合環系炭化水素基のカルボニルオキシ基が挙げられる。
芳香族炭化水素基を有するR10COO−としては、例えば、フェニルカルボニルオキシ基、ナフチルカルボニルオキシ基、アズリルカルボキシ基が挙げられる。
脂肪族炭化水素基を有するR10COO−としては、例えば、アセテート、プロピオネート、ブチレート、イソブチレート、オクチル酸エステル、2−エチルヘキサン酸エステル、ノナン酸エステル、ラウリン酸エステルが挙げられる。
なかでも、耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、脂環式炭化水素基を有するR10COO−、芳香族炭化水素基を有するR10COO−、2エチルヘキサノエートが好ましく、シクロプロピルカルボニルオキシ基、シクロペンチルカルボニルオキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、アダマンチルカルボニルオキシ基、ナフテート基、フェニルカルボニルオキシ基がより好ましく、シクロプロピルカルボニルオキシ基、シクロペンチルカルボニルオキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、アダマンチルカルボニルオキシ基、ナフテート基がさらに好ましい。
【0039】
また、耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、R11で表される炭化水素基の炭素原子数は3〜8であるのが好ましい。
11で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、R11で表される炭化水素基は脂肪族炭化水素基であるのが好ましい。
【0040】
脂肪族炭化水素基を有するR11O−(アルコキシ基)としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基が挙げられる。なかでも、耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、脂肪族炭化水素基を有するR11O−(アルコキシ基)はメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソプロポキシ基であるのが好ましい。
【0041】
環状構造として脂環式炭化水素基を有する化合物B2としては、例えば、ジルコニウムトリアルコキシモノシクロプロパンカルボキシレート、ジルコニウムジアルコキシジシクロプロパンカルボキシレート、ジルコニウムモノアルコキシトリシクロプロパンカルボキシレートのようなジルコニウムアルコキシシクロプロパンカルボキシレート;
ジルコニウムトリアルコキシモノシクロペンタンカルボキシレート、ジルコニウムジアルコキシジシクロペンタンカルボキシレート、ジルコニウムモノアルコキシトリシクロペンタンカルボキシレートのようなジルコニウムアルコキシシクロペンタンカルボキシレート;
ジルコニウムトリブトキシモノシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムジブトキシジシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムモノブトキシトリシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムトリイソプロポキシモノシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムジイソプロポキシジシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムモノイソプロポキシトリシクロヘキサンカルボキシレートのようなジルコニウムアルコキシシクロヘキサンカルボキシレート;
ジルコニウムトリアルコキシモノアダマンタンカルボキシレート、ジルコニウムジアルコキシジアダマンタンカルボキシレート、ジルコニウムモノアルコキシトリアダマンタンカルボキシレートのようなジルコニウムアルコキシアダマンタンカルボキシレート;
ジルコニウムトリブトキシモノナフテート、ジルコニウムジブトキシジナフテート、ジルコニウムモノブトキシトリナフテート、ジルコニウムトリイソプロポキシモノナフテート、ジルコニウムジイソプロポキシジナフテート、ジルコニウムモノイソプロポキシトリナフテートのようなジルコニウムアルコキシナフテートが挙げられる。
【0042】
環状構造として芳香族炭化水素基を有する化合物B2としては、例えば、ジルコニウムトリブトキシモノベンゼンカルボキシレート、ジルコニウムジブトキシジベンゼンカルボキシレート、ジルコニウムモノブトキシトリベンゼンカルボキシレート、ジルコニウムトリイソプロポキシモノベンゼンカルボキシレート、ジルコニウムジイソプロポキシジベンゼンカルボキシレート、ジルコニウムモノイソプロポキシトリベンゼンカルボキシレートのようなジルコニウムアルコキシベンゼンカルボキシレートが挙げられる。
【0043】
脂肪族炭化水素基を有する化合物B2としては、例えば、ジルコニウムトリブトキシモノイソブチレート、ジルコニウムジブトキシジイソブチレート、ジルコニウムモノブトキシトリイソブチレート、ジルコニウムトリイソプロポキシモノイソブチレート、ジルコニウムジイソプロポキシジイソブチレート、ジルコニウムモノイソプロポキシトリイソブチレートのようなジルコニウムアルコキシブチレート;
ジルコニウムトリブトキシモノ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムジブトキシジ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムモノブトキシトリ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムトリイソプロポキシモノ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムジイソプロポキシジ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムモノイソプロポキシトリ2エチルヘキサノエートのようなジルコニウムアルコキシ2エチルヘキサノエート;
ジルコニウムトリブトキシモノネオデカネート、ジルコニウムジブトキシジネオデカネート、ジルコニウムモノブトキシトリネオデカネート、ジルコニウムトリイソプロポキシモノネオデカネート、ジルコニウムジイソプロポキシジネオデカネート、ジルコニウムモノイソプロポキシトリネオデカネートのようなジルコニウムアルコキシネオデカネートが挙げられる。
【0044】
なかでも、耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、(B)成分として化合物B2を用いる場合、環状構造として脂環式炭化水素基を有する化合物B2、環状構造として芳香族炭化水素基を有する化合物B2が好ましく、ジルコニウムトリアルコキシモノナフテート、ジルコニウムトリアルコキシモノイソブチレート、ジルコニウムトリアルコキシモノ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムトリアルコキシモノシクロプロパンカルボキシレート、ジルコニウムトリアルコキシシクロブタンカルボキレート、ジルコニウムトリアルコキシモノシクロペンタンカルボキシレート、ジルコニウムトリアルコキシモノシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムトリアルコキシモノアダマンタンカルボキシレート、ジルコニウムトリアルコキシモノナフテートがより好ましく、ジルコニウムトリブトキシモノナフテート、ジルコニウムトリブトキシモノイソブチレート、ジルコニウムトリブトキシモノ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムトリブトキシモノシクロプロパンカルボキシレート、ジルコニウムトリブトキシモノシクロペンタンカルボキシレート、ジルコニウムトリブトキシモノシクロヘキサンカルボキシレート、ジルコニウムトリブトキシモノアダマンタンカルボキシレート、ジルコニウムトリブトキシモノナフテートがさらに好ましい。
【0045】
化合物B2は、耐熱着色安定性により優れるという観点から、1〜3個のアシル基(エステル結合)を有するアルコシキ基含有ジルコニウム金属塩であるのが好ましい。
1〜3個のアシル基を有するアルコシキ基含有ジルコニウム金属塩としては、例えば、ジルコニウムトリブトキシモノナフテート、ジルコニウムトリブトキシモノイソブチレート、ジルコニウムトリブトキシモノ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムトリブトキシモノネオデカネート、ジルコニウムジブトキシジナフテート、ジルコニウムジブトキシジイソブチレート、ジルコニウムジブトキシジ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムジブトキシジネオデカネート、ジルコニウムモノブトキシトリナフテート、ジルコニウムモノブトキシトリイソブチレート、ジルコニウムモノブトキシトリ2エチルヘキサノエート、ジルコニウムモノブトキシトリネオデカネートが挙げられる。
なかでも、耐熱着色安定性により優れ、相溶性に優れるという観点から、(B)成分として化合物B2を用いる場合、化合物B2は、ジルコニウムトリブトキシモノナフテート、ジルコニウムトリブトキシモノイソブチレート、およびジルコニウムトリブトキシモノ2エチルヘキサノエートから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0046】
化合物B2の製造方法としては、例えば、Zr(OR11[ジルコニウムテトラアルコキシド。R11は同一または異なる、炭素原子数1〜18の炭化水素基である。R11は式(8)におけるR11と同義である。]1モルに対して、R10−COOHで表されるカルボン酸[R10は同一または異なる、炭素原子数1〜16の炭化水素基である。R10は式(8)におけるR10と同義である。]1モル以上4モル未満を用いて、窒素雰囲気下、20〜80℃の条件下で攪拌することによって製造することができる。
また、Zrアルコラートとカルボン酸の反応についてはD.C.Bradley著「Metal alkoxide」Academic Press(1978)を参考とすることができる。
【0047】
化合物B2を製造するために使用することができるZr(OR11としては、例えば、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラノルマルプロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラノルマルブトキシドが挙げられる。
【0048】
化合物B2を製造するために使用することができるカルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、イソブタン酸、オクチル酸、2−エチルヘキサン酸、ノナン酸、ラウリン酸のような脂肪族カルボン酸;ナフテン酸、シクロプロパンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキシルカルボン酸(シクロヘキサンカルボン酸)、アダマンタンカルボン酸、ノルボルナンカルボン酸のような脂環式カルボン酸;安息香酸のような芳香族カルボン酸が挙げられる。
【0049】
亜鉛化合物について以下に説明する。本発明の組成物が(B)縮合触媒として含有することができる亜鉛化合物は亜鉛を含む化合物であれば特に制限されない。例えば亜鉛塩;亜鉛錯体;亜鉛アルコラート;亜鉛華、スズ酸亜鉛などの亜鉛酸化物;亜鉛を含む2元および/または多元金属酸化物、これらの塩および/または錯体、これらの組み合わせが挙げられる。
亜鉛化合物としては例えば、下記式(1)、式(2)で表されるものが挙げられる。
【化5】


式(1)中、R1が炭素数1〜18のアルキル基、アリール基である。
アルキル基としては、例えば、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、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基が挙げられる。アリール基としては例えば、フェニル基、ナフチル基、アズレンが挙げられる。
【0050】
【化6】


式(2)中、R2、R3は同一または異なる炭素数1〜18の1価の炭化水素基、アルコキシ基である。式(2)中、同一の(R2COCHCOR3)内にあるR2、R3は入れ替わっていてもよい。
炭素数1〜18の1価の炭化水素基としては例えば炭素数1〜18のアルキル基、アリール基が挙げられる。炭素数1〜18のアルキル基、アリール基は上記と同義である。
アルコキシ基としては例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられる。
【0051】
亜鉛化合物としては、例えば、亜鉛アセテート、亜鉛アセチルアセテート、2−エチルヘキサン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛のような脂肪族カルボン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛のような脂環式カルボン酸亜鉛、安息香酸亜鉛、p−tert−ブチル安息香酸亜鉛、亜鉛サリチレートのような芳香族カルボン酸亜鉛等のカルボン酸塩;亜鉛(メタ)アクリレート;亜鉛アセチルアセトナート[Zn(II)アセチルアセトナート、Zn(acac)2]、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネートZnのような亜鉛キレートが挙げられる。なかでも、溶解性に優れるという観点から、2−エチルヘキサン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛が好ましい。
【0052】
本発明の組成物が(B)成分としてジルコニウム化合物および/または亜鉛化合物を含む場合、耐熱着色安定性により優れ、貯蔵安定性に優れるという観点から、ジルコニウム化合物の量、亜鉛化合物の量、またはジルコニウム化合物と亜鉛化合物との合計量は(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]100質量部に対して0.001〜1質量部であるのが好ましく、0.001〜0.5質量部であるのがより好ましく、0.001〜0.05質量部であるのがさらに好ましい。
なお、ジルコニウム化合物と亜鉛化合物とを併用する場合において、ジルコニウム化合物に対する亜鉛化合物の量は、耐熱着色安定性により優れ、貯蔵安定性に優れるという観点から、ジルコニウム化合物1質量部に対して亜鉛化合物が0.01〜100質量部であることが好ましく、0.1〜10質量部であることがより好ましく、0.1〜1質量部であることがさらに好ましい。
【0053】
1.2.2.遷移金属化合物および卑金属化合物
遷移金属化合物としては、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、鉄等が挙げられる。
卑金属化合物が有する卑金属がイオン化傾向が水素より大きいものとすることができる。卑金属化合物としては例えば、アルミニウム、スズ、ビスマス、亜鉛等が挙げられる。
【0054】
卑金属化合物がスズ化合物の場合、スズ化合物は、アルキル基およびアシル基を有する4価のスズ化合物(化合物B3)であるのが好ましい。本発明において、化合物B3はアシル基をエステル結合として有することができる。
【0055】
化合物B3としては、例えば、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジラウレートが挙げられる。化合物B3として、少なくとも1個のアルキル基および少なくとも1個のアシル基を有する4価のスズ化合物としては、例えば、下記式(9)で表されるもの、式(9)で表されるもののビス型が挙げられる。
12−Sn−[O−CO−R134−a ・・・(9)
(式中、R12はアルキル基であり、R13は炭化水素基であり、aは1〜3の整数である。)
【0056】
12で表されるアルキル基は炭素原子数1以上のものが挙げられ、具体的には例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基が挙げられる。
13で表される炭化水素基は特に制限されない。例えば、メチル基、エチル基のような脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状でも分岐していてもよい。炭化水素基は不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができる。
【0057】
上記式(9)で表されるもののビス型としては、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。
【化7】

【0058】
化合物B3としては、例えば、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジアセテート、ジオクチルスズマレエートのようなジアルキルスズ化合物[上記式(9)で表され、aが2であるもの]);ジブチルスズオキシアセテートジブチスズオキシオクチレート、ジブチルスズオキシラウレートジブチルスズビスメチルマレート、ジブチルスズオキシオレエートのようなジアルキルスズの2量体;またはジブチルスズマレートポリマー、ジオクチルスズマレートポリマー;モノブチルスズトリス(2−エチルヘキサノエート)[上記式(9)で表され、aが1であるもの]が挙げられる。
なかでも、耐熱着色安定性により優れるという観点から、化合物B3は、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオレエート、ジブチルスズジラウリレート、ジブチルスズオキシアセテートジブチスズオキシオクチレート、ジブチルスズオキシラウレートが好ましい。
化合物B3はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。化合物B3はその製造について特に制限されず、例えば従来公知のものが挙げられる。
【0059】
本発明の組成物は、耐熱着色安定性により優れ、かつ貯蔵安定性に優れるという観点から、(B)成分として遷移金属化合物および卑金属化合物を含む場合、(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]100質量部に対して遷移金属化合物を0.001〜1質量部含有することが好ましく、0.001〜0.5質量部含有することがより好ましく、0.001〜0.05質量部含有することがさらに好ましい。また、この場合、(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]100質量部に対して卑金属化合物を0.001〜1質量部含有することが好ましく、0.001〜0.5質量部含有することがより好ましく、0.001〜0.05質量部含有することがさらに好ましい。なお、この場合において、遷移金属化合物に対する卑金属化合物の量は、遷移金属化合物1質量部に対して卑金属化合物が0.01〜100質量部であることが好ましく、0.1〜10質量部であることがより好ましく、0.1〜1質量部であることがさらに好ましい。
【0060】
本発明の組成物は、ガスバリア性(例えば耐硫化性)に優れているという観点から、実質的に、(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]および(B)成分(さらには下記(C)成分)からなる組成物(以上の2つの成分のみを含有する組成物)とすることができる。ここで、「実質的に〜からなる組成物」とは、以上の2つの成分以外の成分が5質量%以下であることをいう。
【0061】
1.3.(C)成分
本発明の組成物は、(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]100質量部に対して、下記式(3)で表される分子量50,000以下の化合物および/または式(4)で表される分子量5,000以下の化合物である(C)成分1〜1000質量部をさらに含有することができる。本発明の組成物が(C)成分を上記の割合で含むことにより、組成物に適度な粘度を供与して、組成物に可撓性を付与することができる。
HO(RSiO)(RSiO)H ・・・(3)
(式中、Rは、炭素原子数1〜20の1価の炭化水素基であり、Rは、Rとは異なる、炭素原子数2〜20の1価の炭化水素基であり、mは0以上の整数であり、nは3以上の整数である。)
XO((RSiO)X ・・・(4)
(式中、Rは同一または異なる、上記式(3)に定義される基であり、nは3以上の整数であり、Xは水素原子または炭素原子数1〜6の1価の炭化水素基である。)
で表される1価の炭化水素基としては、例えば、炭素原子数1〜20のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、tert−ペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基(ミリスチル基)、n−ヘキサデシル基(パルミチル基)、n−オクタデシル基(ステアリル基)、n−イコシル基、n−ノナデシル基、イコシル基)、炭素原子数1〜20のアルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、イソペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、オレイル基)または炭素原子数1〜20のアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基)等の1価の炭化水素基が挙げられる。
また、Rで表される1価の炭化水素基としては、例えば、上記Rで表される1価の炭化水素基として例示したもののうちメチル基を除く基が挙げられる。さらに、(A)成分との相溶性を向上させるである点で、Rで表される基は、環構造を有する1価の炭化水素基であることが好ましい。このような基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、2−シクロヘキシルエチル基、3−シクロヘキセニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられる。
上記式(3)および(4)において、(A)成分への相溶性により優れ、透明度が向上し、より高いガスバリア性を発揮できる点で、Rで表される1価の炭化水素基は炭素原子数1〜18であることが好ましく、1〜10であることがより好ましい。また、上記式(3)において、(A)成分への相溶性により優れ、透明度がより向上し、より高いガスバリア性を発揮できる点で、Rで表される1価の炭化水素基は炭素原子数2〜20であることが好ましく、2〜10であることがより好ましい。
上記式(3)で表される化合物としては、例えば、両末端がヒドロキシル基で封鎖されたメチルシクロへキシルポリシロキサン(上記式(3)において、Rがメチル基であり、Rがシクロヘキシル基である化合物)、両末端がヒドロキシル基で封鎖されたメチルシクロへキシルジメチルポリシロキサンが挙げられ、上記式(4)で表される化合物としては、例えば、両末端がジメチルメトキシシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン(上記式(4)において、2つのRがいずれもメチル基である化合物)が挙げられる。
【0062】
本発明の組成物が(C)成分を含む場合、ガスバリア性を阻害しない範囲での添加となるという観点から、(C)成分の量は(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]100質量部に対して1〜1,000質量部であるのがより好ましく、10〜300質量部であるのがさらに好ましい。
【0063】
(C)成分はその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。また、(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]との相溶性やガスバリア性、取り扱い易い粘度という観点から、(C)成分の重量平均分子量は1つのケイ素原子上の2つのRがいずれもメチル基の場合は5000以下、1つのケイ素原子上の2つのRの一方もしくは両方が炭素数2以上の1価炭化水素基の場合には50,000以下であるのが好ましく、それぞれ3,000以下、10,000以下であるのがより好ましく、それぞれ2,000以下、5,000以下であるのがさらに好ましい。なお、本発明において、(C)成分の重量平均分子量は、クロロホルムを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
【0064】
1.4.その他の成分
また、本発明の組成物は、(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]および(B)成分(さらに必要に応じて(C)成分)以外に、本発明の目的や効果を損なわない範囲で必要に応じてさらに添加剤を含有することができる。
添加剤としては、例えば、無機フィラー、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、熱光安定剤、分散剤、帯電防止剤、重合禁止剤、消泡剤、硬化促進剤、溶剤、無機蛍光体、老化防止剤、ラジカル禁止剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定性改良剤、オゾン老化防止剤、増粘剤、可塑剤、放射線遮断剤、核剤、カップリング剤、導電性付与剤、リン系過酸化物分解剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤が挙げられる。各種添加剤は特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
【0065】
無機蛍光体としては、例えば、LEDに広く利用されている、イットリウム、アルミニウム、ガーネット系のYAG系蛍光体、ZnS系蛍光体、YS系蛍光体、赤色発光蛍光体、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体が挙げられる。
【0066】
本発明の組成物は、貯蔵安定性に優れるという観点から、実質的に水を含まないのが好ましい態様の1つとして挙げられる。本発明において実質的に水を含まないとは、本発明の組成物中における水の量が0.1質量%以下であることをいう。
また、本発明の組成物は、作業環境性に優れるという観点から、実質的に溶媒を含まないのが好ましい態様の1つとして挙げられる。本発明において実質的に溶媒を含まないとは、本発明の組成物中における溶媒の量が1質量%以下であることをいう。
【0067】
1.5.製造
本発明の組成物は、その製造について特に制限されない。例えば、(A)成分[(A)成分:式(1)で表されるケイ素化合物、あるいは、式(1)で表されるケイ素化合物及び/又はケイ素化合物A′]および(B)成分(さらに必要に応じて(C)成分)と、添加剤とを混合することによって製造することができる。また、本発明の組成物は1液型または2液型として製造することが可能である。添加剤は第1液および第2液のうちの一方または両方に加えることができる。
【0068】
1.6.用途および使用方法
本発明の組成物は、光半導体封止用組成物、光半導体レンズ用組成物として使用することができる。
本発明の組成物を適用することができる光半導体は特に制限されない。例えば、発光ダイオード(LED)、有機電界発光素子(有機EL)、レーザーダイオード、LEDアレイが挙げられる。
本発明の組成物の使用方法としては、例えば、光半導体に本発明の組成物を付与し、本発明の組成物が付与された光半導体を加熱して本発明の組成物を硬化させることが挙げられる。本発明の組成物を付与する方法は特に制限されない。例えば、ディスペンサーを使用する方法、ポッティング法、スクリーン印刷、トランスファー成形、インジェクション成形が挙げられる。
【0069】
本発明の組成物は加熱によって硬化させることができる。
加熱温度は、硬化時間、可使時間を適切な長さとすることができ、縮合反応による副生成物であるアルコールが発泡するのを抑制でき、硬化物のクラックを抑制でき、硬化物の平滑性、成形性、物性に優れるという観点から、100℃〜200℃で硬化させるのが好ましく、150℃付近がより好ましい。
加熱は、硬化性、透明性に優れるという観点から、実質的に無水の条件下で行うことができる。本発明において、加熱が実質的に無水の条件下でなされるとは、加熱における環境の大気中の湿度が10%RH以下であることをいう。
【0070】
本発明の組成物を加熱し硬化させることによって得られる硬化物(シリコーン樹脂)は、長期のLED(なかでも白色LED)による使用に対して、高い透明性を保持することができ、ガスバリア性(例えば耐硫化性)、耐熱着色安定性および耐クラック性に優れる。得られる硬化物は架橋部分、骨格がすべてシロキサン結合なので従来のシリコーン樹脂より耐熱着色安定性に優れる。
【0071】
本発明の組成物を用いて得られる硬化物(硬化物の厚さが2mmである場合)は、JIS K0115:2004に準じ紫外・可視吸収スペクトル測定装置(島津製作所社製、以下同様。)を用いて波長400nmにおいて測定された透過率が、80%以上であるのが好ましく、85%以上であるのがより好ましい。
【0072】
また、本発明の組成物を用いて得られる硬化物は、初期硬化の後耐熱試験(初期硬化後の硬化物を150℃下に10日間置く試験)を行いその後の硬化物(厚さ:2mm)について、JIS K0115:2004に準じ紫外・可視スペクトル測定装置を用いて波長400nmにおいて測定された透過率が、80%以上であるのが好ましく、85%以上であるのがより好ましい。
【0073】
本発明の組成物を用いて得られる硬化物は、その透過性保持率(耐熱試験後の透過率/初期硬化の際の透過率×100)が、70〜100%であるのが好ましく、80〜100%であるのがより好ましい。
【0074】
本発明の組成物は、光半導体以外にも、例えば、ディスプレイ材料、光記録媒体材料、光学機器材料、光部品材料、光ファイバー材料、光・電子機能有機材料、半導体集積回路周辺材料、光ファイバー接合用ポッティング材、光導波路材料、レンズコーティング材、その他光学材料等の用途に用いることができる。
【0075】
2.光半導体封止体
次に、本発明の光半導体封止体について以下に説明する。
本発明の光半導体封止体は、上述の本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を用いてLEDチップを封止したものである。
本発明の光半導体封止体は、上記本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物をLEDチップに付与し、前記LEDチップを加熱し前記加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を硬化させて前記LEDチップを封止することによって得ることができる。
【0076】
本発明の光半導体封止体に使用される組成物は、上記本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物であれば特に制限されない。
本発明の光半導体封止体において、組成物として上記本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を使用することによって、本発明の光半導体封止体は、クラックが生じにくい適度な硬度を有し、ガスバリア性(例えば耐硫化性)および透明性に優れているうえに、LED等の光半導体チップからの発熱や発光等に対する耐熱着色安定性に優れている。
【0077】
本発明の光半導体封止体に使用されるLEDチップは、発光素子として発光ダイオードを有する電子回路であれば特に制限されない。
本発明の光半導体封止体に使用されるLEDチップはその発光色について特に制限されない。例えば、白色、青色、赤色、緑色が挙げられる。本発明の光半導体封止体は、LEDチップからの発熱による高温下に長時間さらされても、耐熱着色安定性に優れるという観点から、白色LEDに対して適用することができる。
白色LEDは特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
LEDチップの大きさ、形状は特に制限されない。また、LEDチップの種類は、特に制限されず、例えば、ハイパワーLED、高輝度LED、汎用輝度LEDが挙げられる。
本発明の光半導体封止体は、1個の光半導体封止体の内部にLEDチップを少なくとも1個以上有するものであり、2個以上のLEDチップを有することができる。
【0078】
本発明の光半導体封止体の製造方法としては、例えば、LEDチップに本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を付与する付与工程と、前記加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物が付与されたLEDチップを加熱をして加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を硬化させてLEDチップを封止する加熱硬化工程とを有するものが挙げられる。
【0079】
付与工程において、LEDチップに加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を付与し、前記加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物が付与されたLEDチップを得る。付与工程において使用されるLEDチップは上記と同義である。付与工程において使用される組成物は、上記本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物であれば特に制限されない。付与の方法は特に制限されない。
【0080】
次に、加熱硬化工程において、前記加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物が付与されたLEDチップを加熱して前記加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を硬化させてLEDチップを封止することによって、本発明の光半導体封止体を得ることができる。加熱硬化工程における加熱温度は上記と同義である。
【0081】
本発明の光半導体封止体の態形としては、例えば、硬化物が直接LEDチップを封止しているもの、砲弾型、表面実装型、複数のLEDチップまたは光半導体封止体の間および/または表面を封止しているものが挙げられる。
【0082】
本発明の光半導体封止体について添付の図面を用いて以下に説明する。なお、本発明の光半導体封止体は添付の図面に限定されない。図1は、本発明の光半導体封止体の一例を模式的に示す上面図であり、図2は図1に示す光半導体封止体のA−A断面を模式的に示す断面図である。
図1において、600は本発明の光半導体封止体であり、光半導体封止体600は、LEDチップ601と、LEDチップ601を封止する硬化物603とを備える。上記本発明の組成物は加熱後、硬化物603となる。なお、図1において基板609は省略されている。
図2において、LEDチップ601は基板609に例えば接着剤、はんだ(図示せず。)によってボンディングされ、またはフリップチップ構造とすることによって接続されている。なお、図2において、ワイヤ、バンプ、電極等は省略されている。
また、図2におけるTは、硬化物603の厚さを示す。すなわち、Tは、LEDチップ601の表面上の任意の点605から、点605が属する面607に対して鉛直の方向に硬化物603の厚さを測定したときの値である。
本発明の光半導体封止体は、透明性を確保し、密閉性に優れるという観点から、その厚さ(図2におけるT)が0.1mm以上であるのが好ましく、0.5〜1mmであるのがより好ましい。
【0083】
本発明の光半導体封止体の一例として白色LEDを使用する場合について添付の図面を用いて以下に説明する。図3は、本発明の光半導体封止体の一例を模式的に示す断面図である。図4は、本発明の光半導体封止体の一例を模式的に示す断面図である。
【0084】
図3において、光半導体封止体200は基板210の上にパッケージ204を有する。
パッケージ204には、内部にキャビティー202が設けられている。キャビティー202内には、青色LEDチップ203と硬化物202とが配置されている。硬化物202は、上記本発明の組成物を硬化させたものである。この場合、本発明の組成物は光半導体封止体200を白色に発光させるために使用することができる蛍光物質等を含有することができる。
青色LEDチップ203は、基板210上にマウント部材201で固定されている。青色LEDチップ203の各電極(図示せず。)と外部電極209とは導電性ワイヤー207によってワイヤーボンディングさせている。
キャビティー202において、斜線部206まで上記本発明の組成物で充填してもよい。
または、キャビティー202内を他の組成物で充填し、斜線部206を上記本発明の組成物で充填することができる。
【0085】
図4において、本発明の光半導体封止体300は、ランプ機能を有する樹脂306の内部に基板310、青色LEDチップ303およびインナーリード305を有する。
基板310の頭部にはキャビティー(図示せず。)が設けられている。キャビティーには、青色LEDチップ303と硬化物302とが配置されている。硬化物302は、上記本発明の組成物を硬化させたものである。この場合、上記本発明の組成物は光半導体封止体300を白色に発光させるために使用することができる蛍光物質等を含有することができる。また、樹脂306を上記本発明の組成物を用いて形成することができる。
青色LEDチップ303は、基板310上にマウント部材301で固定されている。
青色LEDチップ303の各電極(図示せず。)と基板310およびインナーリード305とはそれぞれ導電性ワイヤー307によってワイヤーボンディングさせている。
【0086】
なお、図3、図4においてLEDチップを青色LEDチップとして説明したが、キャビティー内に赤色、緑色および青色の3色のLEDチップを配置すること、赤色、緑色および青色の3色のLEDチップのうちの1色または2色を選択してキャビティー内に配置し、選択したLEDの色に応じてLEDチップを白色に発光させるために使用することができる蛍光物質等を組成物に添加することができる。キャビティー内に上記本発明の組成物を例えばポッティング法によって充填し加熱することによって光半導体封止体とすることができる。
【0087】
本発明の光半導体封止体をLED表示器に利用する場合について添付の図面を用いて説明する。図5は、本発明の光半導体封止体を用いたLED表示器の一例を模式的に示す図である。図6は、図5に示すLED表示器を用いたLED表示装置のブロック図である。なお、本発明の光半導体封止体が使用されるLED表示器、LED表示装置は添付の図面に限定されない。
【0088】
図5において、LED表示器(本発明の光半導体封止体)400は、白色LEDチップ401を筐体404の内部にマトリックス状に配置し、白色LEDチップ401を硬化物406で封止し、筐体404の一部に遮光部材405を配置して構成されている。上記本発明の組成物を硬化物406に使用することができる。また、白色LEDチップ401として本発明の光半導体封止体を使用することができる。
【0089】
図6において、LED表示装置500は、白色LEDを用いるLED表示器501を具備する。LED表示器501は、駆動回路である点灯回路などと電気的に接続される。駆動回路からの出力パルスによって種々の画像が表示可能なディスプレイ等とすることができる。駆動回路としては、入力される表示データを一時的に記憶させるRAM(Random、Access、Memory)504と、RAM504に記憶されるデータから個々の白色LEDを所定の明るさに点灯させるための階調信号を演算する階調制御回路(CPU)503と、階調制御回路(CPU)503の出力信号でスイッチングされて、白色LEDを点灯させるドライバー502とを備える。階調制御回路(CPU)503は、RAM504に記憶されるデータから白色LEDの点灯時間を演算してパルス信号を出力する。なお、本発明の光半導体封止体はカラー表示できる、LED表示器やLED表示装置に使用することができる。
【0090】
本発明の光半導体封止体の用途としては、例えば、自動車用ランプ(ヘッドランプ、テールランプ、方向ランプ等)、家庭用照明器具、工業用照明器具、舞台用照明器具、ディスプレイ、信号、プロジェクターが挙げられる。
【実施例】
【0091】
3.実施例
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
【0092】
3.1.(B)成分の製造
3.1.1.ジルコニウムトリブトキシモノナフテート(有機ジルコニウム化合物1)の製造
87.5質量%濃度のジルコニウムテトラブトキシド(関東化学社製)11.4g(0.026mol)とナフテン酸(東京化成社製、カルボキシ基に結合する炭化水素基の炭素原子数の平均:15、中和価220mg、以下同様。)6.6g(0.026mol)とを三ツ口フラスコに投入し窒素雰囲気下、室温で2時間程度攪拌し目的合成物とした。
なお、ナフテン酸の中和価はナフテン酸1gを中和するのに必要なKOHの量である。
合成物の定性はフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いてその分析を行った。その結果、カルボン酸由来のCOOHに帰属される1700cm−1付近の吸収が反応後は消失し、1450〜1560cm−1付近のCOOZrに由来するピークを確認した。
得られた合成物(ジルコニウム金属塩)を有機ジルコニウム化合物1とする。有機ジルコニウム化合物1が有するナフテート基(RCOO−)中のRの平均炭素原子数は15である。
【0093】
3.2.評価
以下に示すように、ガスバリア性(耐硫化性)、硬度、粘度、液体の状態、耐クラック性について評価した。結果を表1に示す。
【0094】
3.2.1.ガスバリア性(耐硫化性)
硬化サンプル作製:銀メッキ上に各実施例および比較例のシリコーン樹脂組成物を厚さ1mm程度になるよう塗布し、表1に示す硬化条件で加熱して硬化させて、硬化サンプルを作製した。
試験:10Lのデシケーターの底に粉状に粉砕した硫化鉄を10g程度(塩酸0.5mmolに対して大過剰))を置き、この硫化鉄の上方に、硫化鉄に接触しないように目皿(貫通孔を有する)をデシケーター内に取り付け、この目皿の上に硬化サンプルを置いた。次に、大過剰の硫化鉄に0.5mmolの塩酸を滴下することにより、0.25mmolの硫化水素(硫化水素の濃度の理論値:560ppm、実際の濃度:約500ppm)を発生させた(反応式:FeS+2HCl→FeCl+HS)。1時間ごとに目視により銀の変色を確認した。表1において、目視により変色が確認されなかったものを「○」、目視により変色が確認されたものを「×」とした。
【0095】
3.2.2.硬度
下記のようにして得られたサンプル(加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を表1に示す硬化条件で硬化させて得られた初期硬化物)のうち、表1の比較例1についてはJIS A硬度をJIS K6253:2006の規定に準じて測定し、また実施例1〜7については、ショアD硬度を、ASTM‐D 2240‐68に規定されるスプリング式硬度計ショアD型を用いて測定した。
【0096】
3.2.3.粘度
粘度は回転粘度計により測定した25℃における値を示す。
【0097】
3.2.4.液体の状態
原料を配合し、組成物を十分に混合後、24時間静置し、目視により、液の分離の有無を確認した。
【0098】
3.2.5.耐クラック性
組成物をガラス板上で1mm以上の厚さで表1に示す硬化条件で硬化させ、室温まで冷却後24時間静置し、クラック発生の有無を確認した。
【0099】
3.3.サンプルの作製(硬度の評価用)
サンプルの作製について添付の図面を用いて以下に説明する。
図7は、実施例において本発明の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を硬化させるために使用した型を模式的に表す断面図である。
図7において、型8は、ガラス3(ガラス3の大きさは、縦10cm、横10cm、厚さ4mm)の上にPETフィルム5が配置され、PETフィルム5の上にシリコンモールドのスペーサー1(縦5cm、横5cm、高さ2mm)を配置されているものである。
型8を用いてスペーサー1の内部6に組成物6を流し込み、次のとおりサンプルの硬化を行った。
【0100】
組成物6が充填された型8を電気オーブンに入れて、表1に示す硬化条件で組成物6を加熱して硬化させ、厚さ2mmの硬化物6(初期硬化物)を製造した。得られた硬化物6を硬度の評価用のサンプルとして用いた。
【0101】
3.4.加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物の製造
下記表1に示す成分を同表に示す量(単位:質量部)で真空かくはん機を用いて均一に混合し加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を製造した。
表1の実施例1および2の組成物は(A)成分および(B)成分を含有する。一方、表1の比較例1の組成物は(A)成分を含有しない。比較例1は付加硬化型シリコーン樹脂を用いた例である。
【0102】
【表1】

【0103】
表1に示されている各成分は、以下のとおりである。
・(A)ケイ素化合物A1−1:シルセスキオキサンを有するシリコーン樹脂(重量平均分子量9,400、商品名:SILRES MK、ワッカー社製)、融点45℃
・(A)ケイ素化合物A1−2:シルセスキオキサンを有するシリコーン樹脂(重量平均分子量2,500、商品名:KR−242A、信越化学工業社製)、融点70℃
・(A)ケイ素化合物A2−1:シリコーンアルコキシオリゴマー(上記式(1)で表されるケイ素化合物に該当し、且つ、上記式(2)で表されるケイ素化合物であって、上記式(2)においてmは1<m<2、nは0<n<1.5、m+nは1<m+n≦3であり、R4はメチル基であり、R5はメチル基である)(重量平均分子量6,000、商品名x−40−9246、信越化学工業社製)、1分子中の加水分解性基の量12質量%、室温下において液状
・(A)ケイ素化合物A2−2:シリコーンアルコキシオリゴマー(上記式(1)で表されるケイ素化合物に該当し、且つ、上記式(2)で表されるケイ素化合物であって、上記式(2)においてmは1<m<2、nは0<n<1.5、m+nは1<m+n≦3であり、R4はメチル基であり、R5はメチル基である。)(重量平均分子量3,400、商品名x−40−9225、信越化学工業社製)、1分子中の加水分解性基の量24質量%、室温下において液状
・(B)縮合触媒1:上述のとおり製造した有機ジルコニウム化合物1
・(B)縮合触媒2:ジブチルスズジアセテート、日東化成社製
・(B)縮合触媒3:2−エチルヘキサン酸亜鉛(ホープ製薬社製)
・(C)成分1:両末端がジメチルメトキシシロキシ基で封鎖されたポリジメチルシロキサン(上記式(4)において、2つのR6がいずれもメチル基であり、Xがメチル基である化合物、重量平均分子量1,000、商品名:XC96−C2813、モメンティブ社製)
・(C)成分2:両末端がヒドロキシル基で封鎖されたポリメチルシクロヘキシルシロキサン(上記式(3)において、Rがメチル基であり、Rがシクロヘキシル基である化合物、重量平均分子量1,000、下記の方法で合成)
(C)成分2の合成法:マグネチックスターラー、還流冷却器を備えた200ml3ッ口フラスコに、シクロヘキシルメチルジメトキシシランを18.8g(0.1モル)、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの15%水溶液を0.09g(0.12ミリモル)収め、室温で水9g(0.5モル)を30分かけて滴下した。滴下終了後、80℃で1時間加熱し、さらに1時間かけて150℃まで加熱した。150℃で3時間加熱後、1.3kPaで3時間低沸点物の留去を行い、淡黄色透明液体である(C)成分2を11.0g得た。
・付加硬化型シリコーン樹脂(商品名:KE−106、信越化学工業社製)
【0104】
3.5.結果
表1に示す結果から明らかなように、(A)成分を含有しない比較例1の組成物を用いて得られた硬化物は耐硫化性に劣った。
これに対して、実施例1〜8の組成物を用いて得られた硬化物は、耐硫化性に優れていた。また実施例1〜8は粘度、硬度が適切なものとなる。さらに(C)成分を含有する実施例3、4、6、7は耐クラック性に優れる。
【符号の説明】
【0105】
1 スペーサー 3 ガラス
5 PETフィルム
6 本発明の組成物(内部、硬化後硬化物6となる)
8 型
200、300 本発明の光半導体封止体 201、301 マウント部材
202 キャビティー、硬化物 203、303 青色LEDチップ
302 硬化物
204 パッケージ 206 斜線部
306 樹脂 207、307 導電性ワイヤー
209 外部電極 210、310 基板
305 インナーリード 400、501 LED表示器
401 白色LEDチップ 404 筐体
405 遮光部材 406 硬化物
500 LED表示装置 502 ドライバー
501 LED表示器 503 階調制御手段(CPU)
504 画像データ記憶手段(RAM) 600 本発明の光半導体封止体
601 LEDチップ 603 硬化物
605 点 607 点605が属する面
609 基板 T 硬化物603の厚さ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)成分:下記式(1)で表されるケイ素化合物100質量部と、
(RSiO3/2((RSiO2/2((RSiO1/2(SiO4/2(XO1/2 ・・・(1)
(式中、R、R、およびRは同一または異なる1価の有機基であり、Xは水素原子または1価の有機基であり、aは正数であり、bは0または正数であり、cは0または正数であり、dは0または正数であり、eは0または正数である(ただし、a〜eは以下の条件を満たす:b/aは0〜10の数であり、c/aは0〜0.5の数であり、d/(a+b+c+d)は0〜0.3の数であり、e/(a+b+c+d)は0.01〜1.5の数である。)
(B)成分:縮合触媒0.001〜10質量部と、
を含有する加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
【請求項2】
前記(A)成分を1種または2種以上含み、
前記(A)成分は、融点もしくは軟化点が25℃を超えるケイ素化合物A1および/または融点もしくは軟化点が25℃以下であるケイ素化合物A2である、請求項1に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
【請求項3】
前記ケイ素化合物A1は、シルセスキオキサンを主骨格とする、請求項2に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
【請求項4】
前記ケイ素化合物A2は、下記式(2)で表される、加水分解性基が30質量%以下の加水分解縮合性シラン化合物の部分加水分解縮合物、
シリコーンアルコキシオリゴマー、および
少なくとも片末端にアルコキシシリル基を有し、1分子中に3個以上のアルコキシ基を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項2または3に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
(R(ORSiO(4−m−n)/2 ・・・(2)
(式中、Rは同一または異なる、炭素原子数1〜6のアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、Rは同一または異なる、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、アルケニル基、アルコキシアルキル基またはアシル基であり、mは0.5≦m<2.0を満たす数であり、nは0<n<2を満たす数である(ただし、1<m+n≦3である。))
【請求項5】
前記ケイ素化合物A2が、メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物、または、メチルトリメトキシシランおよびジメチルジメトキシシランの混合物の部分加水分解縮合物である、請求項2〜4のいずれかに記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
【請求項6】
前記(B)成分を1種または2種以上含み、
前記(B)成分の少なくとも1種がジルコニウム化合物および/または亜鉛化合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
【請求項7】
前記(B)成分を2種以上含み、
前記(B)成分は、遷移金属化合物および卑金属化合物の両方を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
【請求項8】
前記(A)成分100質量部に対して、下記式(3)で表される分子量50,000以下の化合物および/または式(4)で表される分子量5,000以下の化合物である(C)成分1〜1000質量部をさらに含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
HO(RSiO)(RSiO)H ・・・(3)
(式中、Rは、炭素原子数1〜20の1価の炭化水素基であり、Rは、Rとは異なる、炭素原子数2〜20の1価の炭化水素基であり、mは0以上の整数であり、nは3以上の整数である。)
XO((RSiO)X ・・・(4)
(式中、Rは同一または異なる、上記式(3)に定義される基であり、nは3以上の整数であり、Xは水素原子または炭素原子数1〜6の1価の炭化水素基である。)
【請求項9】
前記式(3)において、Rで表される基が、環構造を有する1価の炭化水素基である、請求項8に記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれかに記載の加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物をLEDチップに付与し、前記LEDチップを加熱し前記加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物を硬化させて前記LEDチップを封止することによって得られる光半導体封止体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−202154(P2011−202154A)
【公開日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−36175(P2011−36175)
【出願日】平成23年2月22日(2011.2.22)
【出願人】(000006714)横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Fターム(参考)】