JP2010109034A - 発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物及び発光ダイオード素子 - Google Patents

発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物及び発光ダイオード素子 Download PDF

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Abstract

【解決手段】(A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有し、かつケイ素原子に結合したアルコキシ基の含有量が全有機基中に0.01〜20モル%であるシリコーンレジン、
(B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)接着性付与剤、
(D)付加反応触媒
を含有することを特徴とする発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
【効果】本発明のシリコーン樹脂組成物は、発光ダイオード素子の保護、封止や接着、波長変更・調整、レンズなど、発光ダイオード素子用として使用されて、耐熱性、耐変色性、特に耐クラック性に優れた透明硬化物を与える。
【選択図】なし

Description

本発明は、発光ダイオード素子の保護、接着、波長変更・調整、レンズに使用される発光ダイオード(LED)素子用シリコーン樹脂組成物に関する。
従来、発光ダイオード素子の封止材料としては、一般的にエポキシ樹脂が用いられている。シリコーン樹脂に関しても特開平10−228249号公報(特許文献1)や特開平10−242513号公報(特許文献2)などでレンズ材への使用、特開2000−123981号公報(特許文献3)では波長調整コーティングへの使用、特開平11−1619号公報(特許文献4)ではフェニル基含有シリコーン樹脂組成物、特開2004−186168号公報(特許文献5)、特開2004−221308号公報(特許文献6)でLED素子用シリコーン樹脂組成物が提案されている。一方、白色LEDが注目される中で、これまで問題とされなかったエポキシ封止材の実使用中の紫外線などによる黄変や、特に小型化に伴う発熱量の増加に伴うクラック(樹脂自身のひび割れ)などの問題が発生している。これらに対し、特開2004−186168号公報においては、実使用中の紫外線や熱に対する対応はシリコーンレジンを使用することで対応できたが、高温の材料が急に低温領域に曝された際に生じるクラックに対する耐クラック性については十分ではなく、特開2004−221308号公報においては、アルコキシ基を多く含有するメチルシリコーンレジンを使用した場合も耐クラック性が十分ではなかった。
特開平10−228249号公報 特開平10−242513号公報 特開2000−123981号公報 特開平11−1619号公報 特開2004−186168号公報 特開2004−221308号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、透明性に優れ、経時による変色の少ない硬化物を与え、かつ耐クラック性に優れた発光ダイオード(LED)素子用シリコーン樹脂組成物及び発光ダイオード素子を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意努力を行った結果、
(A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有し、かつケイ素原子に結合したアルコキシ基の含有量が全有機基中に0.01〜20モル%であるシリコーンレジン、
(B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)接着性付与剤、
(D)付加反応触媒
を含有する組成物が、透明性に優れ、経時による変色の少ない硬化物を与えることを知見し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、下記発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物及び発光ダイオード素子を提供する。
請求項1:
(A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有し、かつケイ素原子に結合したアルコキシ基の含有量が全有機基中に0.01〜20モル%であるシリコーンレジン、
(B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)接着性付与剤、
(D)付加反応触媒
を含有することを特徴とする発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
請求項2:
(A)成分が、下記平均組成式(1)
nSiO(4-n)/2 (1)
(但し、式中Rは同一又は異種の置換又は非置換の一価炭化水素基、アルコキシ基又は水酸基で、全Rの0.1〜30モル%がアルケニル基、0.01〜20モル%がアルコキシ基であり、nは1≦n<2を満たす正数である。)
で示されるシリコーンレジンである請求項1記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
請求項3:
上記平均組成式(1)において、Rの少なくとも40モル%がフェニル基であり、2〜20モル%がアルコキシ基である請求項2記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
請求項4:
上記平均組成式(1)において、Rの少なくとも70モル%がメチル基であり、0.01〜0.1モル%がアルコキシ基である請求項2記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
請求項5:
請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物の硬化物により封止された発光ダイオード素子。
本発明のシリコーン樹脂組成物は、発光ダイオード素子の保護、封止や接着、波長変更・調整、レンズなど、発光ダイオード素子用として使用されて、耐熱性、耐変色性、特に耐クラック性に優れた透明硬化物を与える。
本発明のシリコーン樹脂組成物において、(A)成分のシリコーンレジンとしては、(A)成分が下記平均組成式(1)
nSiO(4-n)/2 (1)
(但し、式中Rは同一又は異種の置換又は非置換の一価炭化水素基、アルコキシ基又は水酸基で、全Rの0.1〜30モル%がアルケニル基、0.01〜20モル%がアルコキシ基であり、nは1≦n<2、好ましくは1≦n<1.8、特に好ましくは1≦n≦1.5を満たす正数である。)
で示される分岐状又は三次元網状構造のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
上記式(1)において、Rで示されるケイ素原子に結合した置換又は非置換の一価炭化水素基としては、通常、炭素数1〜12、好ましくは1〜8程度のものが挙げられ、具体的にはメチル基、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、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、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、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基やシアノエチル基等が挙げられる。これらの中で、フェニル基、メチル基、ビニル基が好ましい。
また、(A)成分のRのうち少なくとも2個はアルケニル基(炭素数2〜8のものが好ましく、更に好ましくは2〜6であり、特に好ましくはビニル基である。)であることが必要である。なお、アルケニル基の含有量は、全有機基(即ち、ケイ素原子に結合したシロキサン結合を形成する酸素原子以外の置換基)R中0.1〜30モル%、好ましくは0.5〜20モル%、特に1〜10モル%程度とすることが好ましい。アルケニル基含有量が30モル%を超えると、耐クラック性が不十分となるおそれがある。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が例示され、炭素数1〜4のものが好ましく、特にメトキシ基、エトキシ基が好ましい。
水酸基は、含有していてもしていなくてもよいが、含有する場合、R中、1モル%以下であることが好ましい。
上記シリコーンレジンとしては、回転粘度計による測定で25℃での粘度が10mPa・s以上、好ましくは100mPa・s以上、更に好ましくは10,000mPa・s以上の液状又は固体であるものをベースポリマーとして使用することが好ましい。また上記シリコーンレジンには全有機基中にアルコキシ基が0.01〜20モル%であることが耐クラック性に対して非常に重要であり、このアルコキシ基によりレジン自身に可撓性が生まれ熱衝撃試験においても良好な結果を得ることができる。この値よりも少ないと、レジンが剛直となり熱衝撃時にクラックが生じる。これに対し、この値よりも多いとレジンの分子量が小さくなってしまい、硬化時に脆くなってしまう。上記レジンの合成法であるが、アルコキシ基を系内に導入しなければならないため、アルコキシシランを使用したり溶媒にアルコールを使用することにより合成される。これによりレジン内にアルコキシ基を導入することができる。
本発明の好ましい実施態様として、特に高屈折率が求められる場合、本レジンへのフェニル基の導入が好ましく、ケイ素原子に結合した有機基(一般式(1)におけるR)の40モル%以上、特に60モル%以上がフェニル基であることが好ましい。この場合、アルコキシ基の含有量は、2〜20モル%、特に2〜10モル%とすることが好ましい。シリコーンレジンのフェニル基含有量が多い場合、アルコキシ基の含有量が少なすぎると耐クラック性が不十分となることがあり、多すぎると安定して製造しにくくなる。上記フェニル基含有量及びアルコキシ基含有量を満たす場合、特に高屈折率で耐クラック性に優れた硬化物を与える。
別の好ましい実施態様として、特に耐光性が求められる場合、ケイ素原子に結合した全有機基の70モル%以上、特に80モル%以上がメチル基であることが好ましい。この場合、アルコキシ基の含有量は、0.01〜0.1モル%、特に0.02〜0.08モル%とすることが好ましい。シリコーンレジンのメチル基含有量が多い場合、アルコキシ基の含有量が少なすぎても多すぎても耐クラック性が不十分となることがある。
なお、(A)成分に加えて、組成物の粘度や硬化物の硬度を調整する等の目的で、任意成分として必要に応じて、分子鎖末端のケイ素原子、分子鎖途中のケイ素原子あるいは分子鎖末端及び分子鎖途中のケイ素原子に結合したアルケニル基(例えばビニル基)を少なくとも2個含有し、主鎖がジメチルシロキシ基、メチルビニルシロキシ基、ジフェニルシロキシ基やこれらの組み合わせ等からなるジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリメチルシロキ基やジメチルビニルシロキシ基等のトリオルガノシロキシ基で封鎖されたフェニル基含有あるいは非含有の直鎖状のジオルガノポリシロキサン(E)を配合することもできる。
このオルガノポリシロキサン(E)の回転粘度計による25℃の粘度は、10〜100,000mPa・s、特に100〜10,000mPa・sであることが好ましい。また、このオルガノポリシロキサン(E)の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜50質量部、特に1〜20質量部であることが好ましい。
(B)成分のオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(A)成分のアルケニル基含有シリコーンレジンとヒドロシリル化反応により組成物を硬化させる架橋剤として作用するものであり、下記平均組成式(2)
R’abSiO(4-a-b)/2 (2)
(但し、式中R’は脂肪族不飽和炭化水素基を除く同一又は異種の置換又は非置換の一価炭化水素基、a,bは0.7≦a≦2.1、0.001≦b≦1.0、かつ0.8≦a+b≦2.6、好ましくは0.8≦a≦2、0.01≦b≦1、1≦a+b≦2.4を満たす正数である。)
で示される1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上のSiH結合を有し、かつ回転粘度計による測定で25℃での粘度が1,000mPa・s以下であるオルガノハイドロジェンポリシロキサン及び/又はR’cSiH(4-c)(但し、cは1又は2)で示されるオルガノハイドロジェンシランが好ましい。
ここで、R’としては、式(1)中のRと同様の基を挙げることができるが、好ましくは脂肪族不飽和結合等反応性基を有さないものが好ましく、特にメチル基、フェニル基が好ましい。
上記オルガノハイドロジェンシラン及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、(CH3)SiH3、(CH32SiH2、(C65)SiH3、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、(CH32HSiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH32HSiO1/2単位とSiO4/2単位と(C65)SiO3/2単位とからなる共重合体などが挙げられる。
このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐状、三次元網状構造のいずれであってもよいが、1分子中のケイ素原子の数(又は重合度)は3〜1,000、特に3〜300程度のものを使用することが好ましい。
また、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの25℃における粘度は、1,000mPa・s以下、より好ましくは0.1〜500mPa・s、更に好ましくは0.5〜300mPa・sであることが好ましい。
なお、(A)成分のシリコーンレジンがフェニル基を有する場合、(B)成分のオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサンもフェニル基を有することが、透明性の確保、保存中の分離防止のためにも好ましい。この場合、上記式(2)において、ケイ素原子に結合するR’のうち5モル%以上、より好ましくは8〜50モル%、更に好ましくは10〜30モル%がフェニル基であることが好ましい。また、式(2)において、ケイ素原子に結合するR’のうち15モル%未満で好ましくは10モル%以上がフェニル基であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、ケイ素原子に結合するR’のうち15モル%以上で好ましくは50モル%以下がフェニル基であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを質量比1:9〜9:1、特に3:7〜7:3で併用したものが好ましい。
上記(B)成分のオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、(A)成分のシリコーンレジン100質量部((E)成分を配合する場合は、(A)成分と(E)成分の合計)に対して2〜100質量部、特に10〜100質量部とすることが好ましい。
また、このオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(A)成分のシリコーンレジン((E)成分を配合する場合は、(A)成分と(E)との合計)中のケイ素原子に結合したアルケニル基に対する(B)成分中のケイ素原子に結合した水素原子(即ち、SiH基)のモル比が0.5〜5モル/モル、好ましくは0.8〜4モル/モル、より好ましくは1〜3モル/モルとなる量で配合することもできる。
(C)成分の接着性付与剤としては、エポキシ基含有シランカップリング剤、メタクリロキシ基含有シランカップリング剤等のシランカップリング剤、分子中にSiH基とエポキシ基、アルコキシ基等の反応性基を有するオルガノポリシロキサン、トリアリルイソシアヌレート及びこのアリル基の少なくとも一つにアルコキシシリル基等の有機ケイ素基を導入したもの等が挙げられ、具体的には下記のものが例示される。
Figure 2010109034
(Meはメチル基を示す。)
これらの中で特に、分子中にSiH基とエポキシ基、アルコキシ基等の反応性基を有するオルガノポリシロキサン、シランカップリング剤が好ましい。
上記(C)成分の添加量は、(A)成分((E)成分を配合する場合は、(A)成分と(E)成分の合計)100質量部に対し、0.5〜50質量部、特に1〜20質量部であることが好ましい。0.5質量部未満では(C)成分の接着性付与効果が十分に発揮されない可能性があり、50質量部より多い場合は硬化物の硬さが不十分となることがある。
(D)成分の付加反応触媒は、(A)成分中のアルケニル基と(B)成分中のSiH基とのヒドロシリル化付加反応を促進するための触媒であり、この付加反応触媒としては、白金黒、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属触媒が挙げられる。なお、この付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができるが、通常、白金族金属として(A)及び(B)成分((E)成分を配合する場合は、(A)成分、(B)成分と(E)成分)の合計質量に対して1〜500ppm、特に2〜100ppm程度配合することが好ましい。
本発明の組成物には、上記(A)〜(E)成分に加え、任意成分としてトリアリルイソシアヌレート、エチニルシクロヘキサノールなどの硬化性・ポットライフを与えるための付加反応制御剤、硬度・粘度を調節するために例えばジメチルポリシロキサン等の前記したフェニル基含有又は非含有のアルケニル基を有する直鎖状のジオルガノポリシロキサンの他にも直鎖状の非反応性オルガノポリシロキサン、ケイ素原子数が2〜10個程度の直鎖状又は環状の低分子オルガノポリシロキサン、アルケニル基を含有していないシリコーンレジンなどを本発明の効果を損なわない範囲で添加してもよい。
更に透明性に影響を与えない範囲で、強度を向上させるためにヒュームドシリカ等の無機質充填剤を配合してもよいし、必要に応じて波長調整剤、染料、顔料、難燃剤、耐熱剤、酸化防止剤などを配合してもよい。
また、本発明の組成物の硬化物の硬さショアD(Shore−D)は、20〜80、特に30〜70であることが好ましい。
なお、上記組成物の硬化条件は特に制限されないが、120〜180℃、30〜180分の条件とすることが好ましい。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、アルコキシ基量については1H−NMRのアルコキシ基のピークと他のピークとの割合より算出した。また、粘度は回転粘度計による23℃の値である。
[実施例1]
トルエン(300g)、水(300g)、メタンスルホン酸(3g)を仕込み、そこにエチルポリシリケート(150g SiO2単位換算にて0.5mol)、ビニルジメチルクロロシラン(5.1g 0.0425mol)、トリメチルクロロシラン(41.5g 0.383mol)を滴下することで加水分解反応を行い、50〜60℃で5時間反応後、水酸化カリウム(1.75g)で中和し、濃縮・不揮発分を70%に調整、ろ過することで、CH2=CH(CH32SiO1/2単位、(CH33SiO1/2単位及びSiO2単位からなり、[(CH33SiO1/2単位+CH2=CH(CH32SiO1/2単位]/SiO2単位=0.85モル/モル、ビニル基含有量=0.08mol/100g、全有機基に対するアルコキシ基量が0.04mol%であるオルガノポリシロキサン樹脂共重合体(シリコーンレジン)の70質量%トルエン溶液を75g調製した。この溶液100質量部に対し、末端がビニル基で封鎖された23℃の粘度が60mPa・sのジメチルポリシロキサン30質量部と混合した後、150℃で溶出分がなくなるまで減圧ストリップを行い、20,000mPa・sの液状材料を得た。このシリコーンレジンをベースとして100質量部に対して、白金触媒を白金原子として20ppm、反応制御剤としてトリアリルイソシアヌレートを1.0質量部添加した。この混合物100質量部に対して、水素ガス発生量が300ml/gで、粘度が23℃で20mPa・sのメチルハイドロジェンシロキサンを硬化剤として10質量部添加し、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1質量部混合した後、脱泡を行い、物性測定用にガラス板で組んだ型の中に3mm厚になるよう流し込み、更にクラック試験用にチップタイプのLED回路に流し込み、120℃で1時間硬化させた。
[実施例2]
トルエン(300g)、水(300g)を仕込み、フェニルトリメトキシシラン(109g 0.55mol)、ビニルメチルジクロロシラン(35g 0.25mol)、ジメチルジクロロシラン(25.8g 0.2mol)を滴下することで加水分解反応を行い、滴下終了後50〜60℃で5時間反応させた。反応終了後、水層が中性になるまで水洗を行って、(C65)SiO3/2単位、(CH2=CH)(CH3)SiO2/2単位及び(CH32SiO2/2単位からなり、平均組成が(CH30.65(C650.55(CH2=CH)0.25SiO1.28で示され、全官能基に対するアルコキシ基量が2mol%であるオルガノポリシロキサン樹脂共重合体(シリコーンレジン)の50質量%のトルエン溶液を190g調製した。このレジン溶解物100質量部に対して、両末端がビニルジメチルシリル基によって封鎖され、ケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、ビニル基の合計に対してフェニル基を30mol%有する粘度が700mPa・s、屈折率が1.51のフェニルメチルシロキサンを15質量部添加し、ケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、水素原子(SiH基)の合計に対してフェニル基を30mol%有する水素ガス発生量が150ml/gである粘度10mPa・sのフェニルメチルハイドロジェンシロキサンを15質量部添加し、混合した後、150℃で溶出分がなくなるまで減圧下でストリップを行った。これを室温まで冷却した後、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノールを0.2質量部添加し、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1質量部添加した。この混合物に白金触媒を白金原子として20ppm添加後、撹拌混合、脱泡して実施例1と同様な型に流し込み、120℃で30分硬化させて、150℃の乾燥機で3時間ポストキュアーを行い、サンプルを得た。
[実施例3]
トルエン(300g)、水(300g)を仕込み、フェニルトリメトキシシラン(139g 0.7mol)、ビニルメチルジメトキシシラン(40g 0.3mol)を滴下することで加水分解反応を行い、滴下終了後50〜60℃で5時間反応させた。反応後、水洗して不揮発分を調整することで、(C65)SiO3/2単位、(CH2=CH)(CH3)SiO2/2単位からなり、平均組成が(CH30.3(C650.7(CH2=CH)0.3SiO1.35で示され、全官能基に対するアルコキシ基量が5mol%であるオルガノポリシロキサン樹脂共重合体(シリコーンレジン)の50質量%のトルエン溶液185gを調製した。このレジン溶解物100質量部に対して、両末端がビニルジメチルシリル基によって封鎖され、ケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、ビニル基の合計に対してフェニル基を30mol%有する粘度が700mPa・s、屈折率が1.51のフェニルメチルシロキサンを7質量部、(CH30.6(C650.7SiO1.35で示されるオルガノポリシロキサン樹脂共重合体を7質量部添加し、ケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、水素原子(SiH基)の合計に対してフェニル基を30mol%有する水素ガス発生量が150ml/gである粘度10mPa・sのフェニルメチルハイドロジェンシロキサンを20質量部及びケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、水素原子(SiH基)の合計に対してフェニル基を20mol%有する水素ガス発生量が120ml/gである粘度20mPa・sのフェニルメチルハイドロジェンシロキサンを10質量部添加し、混合した後、150℃で溶出分がなくなるまで減圧下でストリップを行った。これを室温まで冷却した後、反応制御剤としてトリアリルイソシアヌレートを0.2質量部添加し、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1質量部添加した。この混合物に白金触媒を白金原子として20ppm添加後、撹拌混合、脱泡して実施例1と同様な型に流し込み、120℃で30分硬化させて、150℃の乾燥機で3時間ポストキュアーを行い、サンプルを得た。
[比較例1]
トルエン(300g)、水(300g)、メタンスルホン酸(3g)を仕込み、そこにエチルポリシリケート(150g SiO2単位換算にて0.5mol)、ビニルジメチルクロロシラン(5.1g 0.0425mol)、トリメチルクロロシラン(41.5g 0.383mol)を滴下することで加水分解反応を行い、50〜60℃で12時間反応後、水酸化カリウム(1.75g)で中和し、濃縮・不揮発分を70%に調整、ろ過することで、CH2=CH(CH32SiO1/2単位、(CH33SiO1/2単位及びSiO2単位からなり、[(CH33SiO1/2単位+CH2=CH(CH32SiO1/2単位]/SiO2単位=0.85モル/モル、ビニル基含有量=0.08mol/100g、全有機基に対するアルコキシ基量が0.005mol%であるオルガノポリシロキサン樹脂共重合体(シリコーンレジン)の70質量%トルエン溶液を75g調製した。これに固形分として等量の末端がビニル基で封鎖された23℃の粘度が5,000mPa・sのジメチルポリシロキサンと混合した後、150℃で溶出分がなくなるまで減圧ストリップを行い、30,000mPa・sの液状材料を得た。このシリコーンレジンをベースとして100質量部に対して、白金触媒を白金原子として20ppm、反応制御剤としてトリアリルイソシアヌレートを1.0質量部添加した。この混合物100質量部に対して、水素ガス発生量が300ml/gで、粘度が23℃で20mPa・sのメチルハイドロジェンシロキサンを硬化剤として10質量部添加し、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1質量部混合した後、脱泡を行い、実施例1と同様な型に流し込み、120℃で1時間硬化させて、サンプルを得た。
[比較例2]
トルエン(500g)、水(500g)を仕込み、フェニルトリクロロシラン(116g 0.55mol)、ビニルメチルジクロロシラン(35g 0.25mol)、ジメチルジクロロシラン(26g 0.2mol)を滴下することで加水分解反応を行い、滴下終了後50〜60℃で5時間反応させた。反応後、水洗して不揮発分を調整することで、(C65)SiO3/2単位、(CH2=CH)(CH3)SiO2/2単位及び(CH32SiO2/2単位からなり、平均組成が(CH30.65(C650.55(CH2=CH)0.25SiO1.28で示されるオルガノポリシロキサン樹脂共重合体(シリコーンレジン)で、全有機基に対するアルコキシ基量が0mol%の50質量%のトルエン溶液を調製した。このレジン溶解物100質量部に対して、ケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、水素原子(SiH基)の合計に対してフェニル基を20mol%有する水素ガス発生量が150ml/gである粘度10mPa・sのフェニルメチルハイドロジェンシロキサンを10質量部添加し、混合した後、150℃で溶出分がなくなるまで減圧下でストリップを行った。これを室温まで冷却した後、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノールを0.2質量部添加し、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1質量部添加した。この混合物に白金触媒を白金原子として20ppm添加後、撹拌混合、脱泡して実施例1と同様な型に流し込み、120℃で30分硬化させて、150℃の乾燥機で3時間ポストキュアーを行い、サンプルを得た。
[比較例3]
トルエン(500g)、水(500g)を仕込み、フェニルトリメトキシシラン(138g 0.7mol)、ビニルメチルジメトキシシラン(39g 0.3mol)を滴下することで加水分解反応を行い、滴下終了後、直ちに水洗して不揮発分を調整することで、(C65)SiO3/2単位、(CH2=CH)(CH3)SiO2/2単位からなり、平均組成が(CH30.3(C650.7(CH2=CH)0.3SiO1.35で示されるオルガノポリシロキサン樹脂共重合体(シリコーンレジン)で、有機基に対するアルコキシ基量が25mol%の50質量%のトルエン溶液を調製した。このレジン溶解物100質量部に対して、ケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、水素原子(SiH基)の合計に対してフェニル基を20mol%有する水素ガス発生量が150ml/gである粘度10mPa・sのフェニルメチルハイドロジェンシロキサンを20質量部及びケイ素原子に結合したメチル基、フェニル基、水素原子(SiH基)の合計に対してフェニル基を10mol%有する水素ガス発生量が120ml/gである粘度20mPa・sのフェニルメチルハイドロジェンシロキサンを10質量部添加し、混合した後、150℃で溶出分がなくなるまで減圧下でストリップを行った。これを室温まで冷却した後、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノールを0.2質量部添加し、グリシドキシプロピルトリメトキシシランを1質量部添加した。この混合物に白金触媒を白金原子として20ppm添加後、撹拌混合、脱泡して実施例1と同様な型に流し込み、120℃で30分硬化させて、150℃の乾燥機で3時間ポストキュアーを行い、サンプルを得た。
[比較例4]
一般的に砲弾型LEDに使用されている透明エポキシ材料を入手し、実施例1と同様に型に流し込み、150℃で8時間の硬化を行い、サンプルを得た。
上記実施例及び比較例の硬さと400nmにおける光透過率を表1,2に示す。更に、耐クラック性を下記方法により評価し、その結果を表1,2に併記する。
評価方法:
各組成物を流し込んだチップタイプのLED回路を260℃×3分の温度条件に曝し、各LED回路の組成物部分のクラック状態を確認した。更に耐熱試験に使用した各LED回路を−40℃×30分⇔100℃×30分:1サイクルの熱衝撃試験機に入れ、100サイクル後の各LED回路の組成物部分のクラック状態を確認した。
クラック状態
あり:流し込んでLED回路を封止した組成物のいずれかにクラックがある場合
なし:流し込んでLED回路を封止した組成物のどこにもクラックがない場合
Figure 2010109034
Figure 2010109034

Claims (5)

  1. (A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有し、かつケイ素原子に結合したアルコキシ基の含有量が全有機基中に0.01〜20モル%であるシリコーンレジン、
    (B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシラン及び/又はオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
    (C)接着性付与剤、
    (D)付加反応触媒
    を含有することを特徴とする発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
  2. (A)成分が、下記平均組成式(1)
    nSiO(4-n)/2 (1)
    (但し、式中Rは同一又は異種の置換又は非置換の一価炭化水素基、アルコキシ基又は水酸基で、全Rの0.1〜30モル%がアルケニル基、0.01〜20モル%がアルコキシ基であり、nは1≦n<2を満たす正数である。)
    で示されるシリコーンレジンである請求項1記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
  3. 上記平均組成式(1)において、Rの少なくとも40モル%がフェニル基であり、2〜20モル%がアルコキシ基である請求項2記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
  4. 上記平均組成式(1)において、Rの少なくとも70モル%がメチル基であり、0.01〜0.1モル%がアルコキシ基である請求項2記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物の硬化物により封止された発光ダイオード素子。
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