CN109689790A - 固化物、波长转换片材、发光装置、密封用构件及半导体发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性的固化物。固化物,其包含缩合型聚硅氧烷树脂固化物,且满足(1)及(2)。(1)缩合型聚硅氧烷树脂固化物的固体29Si‑核磁共振谱中,存在归属于T体的硅原子(与3个氧原子键合的硅原子)的峰。(2)不均匀结构域尺寸(其是通过以下方式得到的值:针对将缩合型聚硅氧烷树脂固化物含浸于四氢呋喃中使其溶胀而得到的试样的小角X射线散射的测定值,将X射线的波数作为横轴,将从测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度作为纵轴,进行绘制从而得到图,针对所得到的图,用式(A)进行拟合)为以上。(式中,ξ表示网格尺寸,Ξ表示不均匀结构域尺寸,I(q)表示散射强度,q表示波数,A及B表示拟合常数。)
Description
技术领域
本发明涉及固化物、波长转换片材、发光装置、密封用构件及半导体发光装置。
背景技术
近年来,对使用了半导体激光器(LD,Laser Diode,激光二极管)或发光二极管(LED,Light Emitting Diode)的发光装置进行了研究。
对于半导体激光器而言,即使在高电流密度区域中,也能维持高转换效率。另外,对于半导体激光器而言,通过将发光部和激发部分离,能实现装置的小型化。因此,期待将半导体激光器用于照明装置。
对于发光二极管而言,由于最近的技术开发的进展,高亮度化已有进展。
作为可用于发光装置的透明材料,已知聚硅氧烷树脂固化物。例如,专利文献1中,作为LED的荧光体片材的基体材料,记载了使用聚合性的聚硅氧烷树脂的固化物。聚硅氧烷树脂固化物不仅透光性优异,而且耐热性及UV耐性也优异。因此,对于以聚硅氧烷树脂固化物为形成材料的构件而言,即使在用于长期使用的发光装置的情况下,也不易发生劣化,因而优选。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-1792号公报
发明内容
发明所要解决的课题
以高硬度的聚硅氧烷树脂固化物为形成材料的构件具有不易受损伤这样的优点。另一方面,对于高硬度的聚硅氧烷树脂固化物而言,由于在固化时容易发生开裂,因而存在成品率容易下降这样的缺点。另外,高硬度的聚硅氧烷树脂固化物具有在使用时容易发生因热应力等而导致的开裂这样的缺点。因此,要求在固化时不易发生开裂、在加热时不易发生开裂的高硬度的聚硅氧烷树脂固化物。
在以下的说明中,有时将“在固化时不易发生开裂的性质”称为“开裂耐性”。另外,有时将“在加热时不易发生开裂的性质”称为“耐热性”。
在使用了半导体激光器或UV-LED的发光装置中,有时向构件照射高能量密度的光。另外,在使用了高亮度的LED的发光装置中,有时由于使用时的发热而导致构件被暴露在高温下。因此,对于这些发光装置中使用的构件,要求高耐热性。
本发明是鉴于这样的情况而作出的,目的在于提供兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性的固化物。目的还在于提供以该固化物为形成材料的波长转换片材、发光装置、密封用构件及半导体发光装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题,本发明提供以下的[1]~[13]。
[1]固化物,其包含缩合型聚硅氧烷树脂固化物,且满足下述(1)及(2)。
(1)前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物的固体29Si-核磁共振谱中,存在归属于T体的硅原子的峰。
(此处,所谓T体的硅原子,是指与3个氧原子键合的硅原子。)
(2)下述的不均匀结构域尺寸为以上。
(此处,不均匀结构域尺寸是指通过以下方式得到的值:
针对将前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物含浸于四氢呋喃中使其溶胀而得到的试样的小角X射线散射的测定值,
将小角X射线散射的测定中使用的X射线的波数作为横轴,将从利用小角X射线散射测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度作为纵轴,进行绘制从而得到图,针对所得到的图,
用下述式(A)进行拟合。)
[数学式1]
(此处,ξ表示网格尺寸,Ξ表示不均匀结构域尺寸,I(q)表示散射强度,q表示波数,A及B表示拟合常数。)
[2]如[1]所述的固化物,其中,相对于前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物中包含的全部硅原子而言的前述T体的硅原子的比例为50摩尔%以上。
[3]如[2]所述的固化物,其中,相对于前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物中包含的全部硅原子而言的T3硅原子的比例为50摩尔%以上。
(此处,所谓T3硅原子,是指T体的硅原子中、3个氧原子均与其他硅原子键合的硅原子。)
[4]如[1]~[3]中任一项所述的固化物,其中,前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物包含式(A1)、式(A1’)、式(A2)或式(A3)表示的结构单元。
[化学式1]
(式(A1)、式(A1’)、式(A2)及式(A3)中,
R1表示碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基。
R2表示碳原子数为1~4的烷氧基或羟基。
存在有多个的R1及R2各自可以相同也可以不同。)
[5]如[4]所述的固化物,其中,前述R1为甲基,
前述R2为碳原子数为1~3的烷氧基或羟基,存在有多个的R2可以相同也可以不同。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的固化物,其中,在前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物中分散有填料。
[7]如[6]所述的固化物,其中,前述填料为波长转换材料。
[8]如[7]所述的固化物,其中,前述波长转换材料为荧光体。
[9]波长转换片材,其将[7]或[8]所述的固化物作为形成材料。
[10]发光装置,其具有:
射出光的光源,和
被配置在从前述光源射出的光入射的位置的[9]所述的波长转换片材。
[11]密封用构件,其将[1]~[8]中任一项所述的固化物作为形成材料。
[12]半导体发光装置,其具有:
基材,
被配置在前述基材上的半导体发光元件,和
将前述半导体发光元件的至少一部分密封的密封用构件,
前述密封用构件为[11]所述的密封用构件。
[13]如[12]所述的半导体发光装置,其中,前述半导体发光元件的发光波长为400nm以下。
发明的效果
通过本发明,可提供兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性的固化物。另外,还可提供以该固化物为形成材料的波长转换片材、发光装置、密封用构件及半导体发光装置。
附图说明
[图1]为表示本实施方式的固化物的溶胀样品的状态的示意图。
[图2]为表示本实施方式中的波长转换片材的示意图。
[图3]为表示本实施方式的发光装置的示意图。
[图4]为表示本实施方式的发光装置的示意图。
[图5]为表示本实施方式的发光装置的示意图。
[图6]为本实施方式的半导体发光装置的截面图。
[图7]为用冷冻粉碎机粉碎后的聚硅氧烷固化物的SEM照片。
[图8]为针对实施例及比较例的固化物制成的SAXS曲线。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。
聚硅氧烷树脂中包含的结构单元优选作为重复单元被包含在聚硅氧烷树脂中。
<固化物>
本发明的固化物包含缩合型聚硅氧烷树脂固化物,且满足下述(1)及(2)。
(1)前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物的固体29Si-核磁共振谱中,存在归属于T体的硅原子的峰。
(此处,所谓T体的硅原子,是指与3个氧原子键合的硅原子。)
(2)下述的不均匀结构域尺寸为以上。
(此处,不均匀结构域尺寸是指通过以下方式得到的值:
针对将前述缩合型聚硅氧烷树脂固化物含浸于四氢呋喃中使其溶胀而得到的试样的小角X射线散射的测定值,
将小角X射线散射的测定中使用的X射线的波数作为横轴,将从利用小角X射线散射测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度作为纵轴,进行绘制从而得到图,针对所得到的图,
用下述式(A)进行拟合。)
[数学式2]
(此处,三表示网格尺寸,Ξ表示不均匀结构域尺寸,I(q)表示散射强度,q表示波数,A及B表示拟合常数。)
在以下的说明中,有时将小角X射线散射(small angle X-ray scattering)简称为SAXS。
(缩合型聚硅氧烷树脂固化物)
作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料,可使用缩合型聚硅氧烷树脂。缩合型聚硅氧烷树脂可以单独使用1种,也可使用2种以上。
所谓缩合型聚硅氧烷树脂,是通过使键合于硅原子的羟基、与键合于其他硅原子的烷氧基或羟基进行脱醇反应或脱水反应从而进行缩聚的树脂。
作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料的缩合型聚硅氧烷树脂包含下述式(A3)表示的结构单元。另外,缩合型聚硅氧烷树脂优选还包含选自由式(A1)表示的结构单元、式(A1’)表示的结构单元及式(A2)表示的结构单元组成的组中的1种以上的结构单元,更优选还包含式(A1)表示的结构单元、式(A1’)表示的结构单元及式(A2)表示的结构单元中的全部。
[化学式2]
(式(A1)、式(A1’)、式(A2)及式(A3)中,
R1表示碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基。
R2表示碳原子数为1~4的烷氧基或羟基。
存在有多个的R1及R2各自可以相同也可以不同。)
本说明书中,将包含与3个氧原子键合的硅原子的结构单元称为“T体”。
另外,将包含该3个氧原子均与其他硅原子键合的硅原子的结构单元称为“T3体”。
另外,将包含该3个氧原子中的2个氧原子与其他硅原子键合的硅原子的结构单元称为“T2体”。
另外,将包含该3个氧原子中的1个氧原子与其他硅原子键合的硅原子的结构单元称为“T1体”。
即,“T体”是指“T1体”、“T2体”及“T3体”。
本说明书中,将包含与2个氧原子键合的硅原子的结构单元称为“D体”。将包含与1个氧原子键合的硅原子的结构单元称为“M体”。
式(A3)表示的结构单元包含与3个氧原子(其与其他硅原子键合)及R1键合的硅原子。由于R1为碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基,因而式(A3)表示的结构单元为T3体。
式(A2)表示的结构单元包含与2个氧原子(其与其他硅原子键合)、R1及R2键合的硅原子。由于R2为碳原子数为1~4的烷氧基或羟基,因而式(A2)表示的结构单元为T2体。
式(A1)表示的结构单元包含与1个氧原子(其与其他硅原子键合)、R1及2个R2键合的硅原子。由于R1为碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基,R2为碳原子数为1~4的烷氧基或羟基,因而式(A1)表示的结构单元为T1体。
式(A1’)表示的结构单元包含与R1及2个R2键合的硅原子,该硅原子与其他结构单元中的与硅原子键合的氧原子键合。由于R1为碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基,R2为碳原子数为1~4的烷氧基或羟基,因而式(A1’)表示的结构单元为T1体。
式(A1)表示的结构单元及式(A1’)表示的结构单元构成了缩合型聚硅氧烷树脂中包含的有机聚硅氧烷链的末端。另外,式(A3)表示的结构单元构成了缩合型聚硅氧烷树脂中包含的有机聚硅氧烷链的支链结构。即,式(A3)表示的结构单元形成了缩合型聚硅氧烷树脂中的网格结构、环结构的一部分。
本说明书中,将T3体中包含的硅原子称为“T3硅原子”。另外,将T2体中包含的硅原子称为“T2硅原子”。另外,将T1体中包含的硅原子称为“T1硅原子”。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂的全部结构单元的总含量而言,T1体、T2体及T3体的总含量优选为50摩尔%以上。换言之,相对于缩合型聚硅氧烷树脂的全部硅原子的总含量而言,T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的总含量优选为50摩尔%以上。此外,相对于缩合型聚硅氧烷树脂的全部硅原子的总含量而言,T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的总含量更优选为60摩尔%以上,进一步优选为70摩尔%以上,更进一步优选为80摩尔%以上,尤其进一步优选为90摩尔%以上。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂的全部结构单元的总含量而言,D体的含量优选为30摩尔%以下,更优选为20摩尔%以下,进一步优选为10摩尔%以下,更进一步优选为5摩尔%以下,尤其进一步优选为4摩尔%以下。
T1体、T2体及T3体的总含量可通过固体29Si-NMR测定中求出的、归属于T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的信号的总面积除以全部硅原子的信号的总面积而求出。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂的全部结构单元的总含量而言,T3体的含量优选为50摩尔%以上。换言之,相对于缩合型聚硅氧烷树脂的全部硅原子的总含量而言,T3硅原子的含量优选为50摩尔%以上。此外,相对于缩合型聚硅氧烷树脂的全部硅原子的总含量而言,T3硅原子的含量更优选为60摩尔%以上,进一步优选为70摩尔%以上。
T3硅原子的含量可通过固体29Si-NMR测定中求出的、归属于T3硅原子的信号的面积除以全部硅原子的信号的总面积而求出。需要说明的是,关于T3硅原子以外的硅原子的含量,也可同样地求出。
R1表示的碳原子数为1~10的烷基可以为直链状的烷基,也可以为支链状的烷基,也可以为具有环状结构的烷基。这些中,优选为直链状或支链状的烷基,更优选为直链状的烷基。
对于R1表示的碳原子数为1~10的烷基而言,构成该烷基的1个以上氢原子可以被其他官能团取代。作为烷基的取代基,可举出例如苯基、萘基等碳原子数为6~10的芳基,优选苯基。
作为R1表示的碳原子数为1~10的烷基,可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、己基、辛基、壬基、癸基等未取代的烷基、苯基甲基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基。这些中,优选为甲基、乙基、正丙基或正丁基,更优选为甲基、乙基或异丙基,进一步优选为甲基。
对于R1表示的碳原子数为6~10的芳基而言,构成该芳基的1个以上氢原子可以被其他官能团取代。作为芳基的取代基,可举出例如甲基、乙基、丙基、丁基等碳原子数为1~10的烷基。
作为R1表示的碳原子数为6~10的芳基,可举出例如苯基、萘基等未取代的芳基、甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基等烷基芳基。这些中,优选苯基。
作为R1,优选为烷基,更优选为甲基、乙基或异丙基,进一步优选为甲基。
R2表示的碳原子数为1~4的烷氧基可以为直链状的烷氧基,也可以为支链状的烷氧基,也可以为具有环状结构的烷氧基。这些中,优选直链状或支链状的烷氧基,更优选直链状的烷氧基。
作为R2表示的碳原子数为1~4的烷氧基,例如优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基,更优选甲氧基、乙氧基或异丙氧基。
作为R2,优选甲氧基、乙氧基、异丙氧基或羟基。
作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料的缩合型聚硅氧烷树脂可以进一步包含下述式(C1)、式(C1’)、式(C2)、式(C3)或式(C4)表示的结构单元。
[化学式3]
(式(C1)、式(C1’)、式(C2)、式(C3)及式(C4)中,R7表示碳原子数为1~4的烷氧基或羟基。存在有多个的R7可以相同也可以不同。)
本说明书中,将包含与4个氧原子键合的硅原子的结构单元称为“Q体”。
另外,将包含该4个氧原子中的1个氧原子与其他硅原子键合的硅原子的结构单元称为“Q1体”。式(C1)表示的结构单元及式(C1’)表示的结构单元为Q1体。
另外,将包含该4个氧原子中的2个氧原子与其他硅原子键合的硅原子的结构单元称为“Q2体”。式(C2)表示的结构单元为Q2体。
另外,将包含该4个氧原子中的3个氧原子与其他硅原子键合的硅原子的结构单元称为“Q3体”。式(C3)表示的结构单元为Q3体。
另外,将包含该4个氧原子均与其他硅原子键合的硅原子的结构单元称为“Q4体”。式(C4)中包含的硅原子为Q4体。
即,Q体是指Q1体、Q2体、Q3体及Q4体。
本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的比重优选为1.20~1.35。缩合型聚硅氧烷树脂固化物的比重可通过控制D体、T体及Q体的含有比率来适当调节。
[不均匀结构域]
本申请的发明人进行了深入研究,结果发现,针对缩合型聚硅氧烷树脂固化物,进行小角X射线散射的测定,由小角X射线散射的测定值算出的特定的参数与固化物的开裂耐性及硬度(即,固化物的力学物性)相关。即,发现了特定的参数满足规定的条件的固化物的硬度及开裂耐性优异。另外发现,特定的参数满足规定的条件的固化物即使在暴露于高温后,也保持强度及透明性(即,耐热性优异)。
具体而言,作为参数,下述的不均匀结构域尺寸为以上固化物的硬度、开裂耐性及耐热性优异。
不均匀结构域尺寸是通过以下方式得到的值:针对将缩合型聚硅氧烷树脂固化物含浸于四氢呋喃中使其溶胀而得到的试样的小角X射线散射的测定值,
将小角X射线散射的测定中使用的X射线的波数作为横轴,将从利用小角X射线散射测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度作为纵轴,进行绘制从而得到图,针对所得到的图,
用下述式(A)进行拟合。
[数学式3]
(此处,三表示网格尺寸,Ξ表示不均匀结构域尺寸,I(q)表示散射强度,q表示波数,A及B表示拟合常数。)
由ξ表示的网格尺寸是在将本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物含浸于四氢呋喃中使其膨胀而得到的试样中,与作为交联点的T3硅原子间的距离有关的指标值。
由A及B表示的拟合常数是指用式(A)进行拟合时使用的任意的常数。
式(A)表示通过平行洛伦兹(Squared Lorentzian)函数及Ornstein-Zernike函数进行曲线拟合。关于拟合参数,利用最小二乘法求出。
关于拟合的范围,在的范围内进行。
关于拟合的初始值,
关于小角X射线散射的测定,可使用二维检测器搭载的小角X射线散射装置进行。作为这样的装置,可举出例如NanoSTAR(装置名,Bruker AXS GmbH制)。
首先,使用冷冻粉碎机将缩合型聚硅氧烷树脂固化物粉碎。作为冷冻粉碎机,可举出例如日本兴业株式会社制的JFC-300。将聚硅氧烷固化物粉碎,直至平均粒径成为100μm以下。
接下来,相对于得到的粉碎物10质量份而言,添加四氢呋喃90质量份,静置24小时。将如上所述地操作而得到的溶胀样品投入至石英池中,进行小角X射线分析。
例如,使用Cu靶的旋转对阴极型的X射线发生器,以输出功率50kV、100mA产生X射线。而后,向溶胀样品(试样)照射产生的X射线。
X射线例如可通过由交叉耦合戈贝尔镜和3个针孔狭缝(狭缝的孔径从X射线发生器侧起为)形成的X射线的光学系统向溶胀样品照射。而且,被溶胀样品散射的X射线可使用二维检测器(二维Multi Wire检测器,Hi-STAR)检测。
从溶胀样品至探测器的长度例如可设定为106cm,直接光束限制器的大小例如可设定为装置内的真空度例如为40Pa以下。
散射角2θ与直接光束位置的校正例如使用山嵛酸银的1次(2θ=1.513°)和2次(2θ=3.027°)各峰进行。这种情况下,可测定的散射角2θ的范围为0.08~3°。
例如,使用Bruker AXS公司制的分析软件(SAXS Ver.4.1.29),对通过检测而得到的二维的散射图像进行分析,可得到小角X射线小角散射光谱。得到的小角X射线散射光谱的横轴为X射线的波数(单位:),纵轴为测定散射强度。
另外,对于使用了未投入溶胀样品的石英池的空白散射的测定,也可与上述同样地进行。
使用各测定中得到的测定值,将溶胀样品的小角X射线散射的测定中使用的X射线的波数作为横轴,将从溶胀样品的利用小角X射线散射测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度作为纵轴,制成将溶胀样品的小角X射线散射的测定值进行绘制而得到的图。对于得到的图,用上述式(A)进行拟合,由此,可得到不均匀结构域尺寸Ξ。
小角X射线散射中,通常,因粒子的形状、交联点的疏密而导致的物质中的电子密度的对比被反映在散点图中。对于交联密度高的区域(例如,T3硅原子密集的区域),通过通常的小角X射线散射得不到因交联点的电子密度差而导致的散射。然而,通过用溶剂使固化物溶胀,不仅扩大固化物中的网格结构,而且赋予了溶剂与固化物的对比,因此,可得到因固化物中的交联点的不均匀性而导致的散射。
通过本申请的发明人的研究,结果发现,上述的交联点的不均匀性、与固化物的力学物性相关。形成固化物时,交联反应在空间中均匀发生时,可得到交联点均匀分布的固化物。另一方面,形成固化物时,由于分子的摆动等而导致交联反应在空间中不均匀地发生时,可得到交联点不均匀分布的固化物。通过本申请的发明人的研究发现,控制形成固化物时的交联反应,交联点较之规定的基准不均匀地分布的固化物的硬度及开裂耐性优异。另外发现,“交联点的不均匀性”可通过上述的不均匀结构域尺寸Ξ来定量地评价。
图1为表示上述的聚合的状态的示意图,示出了缩合型聚硅氧烷树脂固化物中包含的T3硅原子的分布。图1中,着色的浓淡示出T3硅原子的量。着色淡的位置表示为T3硅原子少的区域,着色浓的位置表示为T3硅原子多的区域。
即,即使在用四氢呋喃使缩合型聚硅氧烷树脂固化物溶胀前(图1(a))T3硅原子的疏密不明确的情况下,也能通过用四氢呋喃使缩合型聚硅氧烷树脂固化物溶胀,从而加强T3硅原子少的区域(图中,用附图标记A表示)、和T3硅原子多的区域(图中,用附图标记B表示)混合存在的“不均匀”的状态(图1(b))。
在小角X射线散射中,基于区域A与区域B的电子密度的对比,得到散点图。上述的不均匀结构域尺寸Ξ与在图1(b)中示意性地示出的区域A1与区域A2之间的中心间距离d的平均距离对应。图1(b)中,用附图标记P1表示区域A1的中心,用附图标记P2表示区域A2的中心。
区域的中心对应于各区域的重心位置。即,区域A1的中心P1与区域A2的中心P1分别对应于区域A1和区域A2的重心。
T3硅原子在固化物中均匀分布的情况下,溶胀样品中,由于T3硅原子均匀分布,因而不均匀结构域尺寸Ξ变小。即,对于不均匀结构域尺寸Ξ小的固化物而言,表示T3硅原子的分布均匀。T3硅原子较之规定的基准在固化物中分布不均匀的情况下,即使向固化物施加应力,也能将应力分散至固化物整体。因此,T3硅原子较之规定的基准分布不均匀的固化物具有高开裂耐性。通过本申请的发明人的研究,结果明确了不均匀结构域尺寸Ξ为以上的固化物兼具高硬度和高开裂耐性。认为原因在于,在T3硅原子密集的区域中保持强度,在T3硅原子稀疏的区域中使应力缓和。
本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的不均匀结构域尺寸Ξ优选为以上且以下。
不均匀结构域尺寸Ξ优选为以上,更优选为以上,进一步优选为以上,特别优选为以上,尤其是更优选为以上,尤其是进一步更优选为以上,尤其是进而进一步优选为以上,尤其是进一步特别优选为以上。
另外,不均匀结构域尺寸Ξ优选为以下,更优选为以下,进一步优选为以下,特别优选为以下,尤其进一步优选为以下。
不均匀结构域尺寸Ξ满足上述范围内的固化物由于满足高硬度(肖氏D硬度为70以上)、和高开裂耐性,因而在应用于设备时是合适的。
本说明书中,将使用D型的杜罗回跳式硬度计(durometer)(橡胶·塑料硬度计)以1mm/秒的下降速度测得的硬度作为肖氏D硬度。
(不均匀结构域尺寸Ξ的控制方法)
对不均匀结构域尺寸Ξ的控制方法进行说明。
本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物优选为通过使配合用作主剂的聚硅氧烷树脂(以下,称为“聚硅氧烷树脂A”。)和后述的低聚物成分而得到的缩合型聚硅氧烷树脂进行加热固化而得到的固化物。此时,可通过调整作为原料的聚硅氧烷树脂A及低聚物成分的种类、配合比率、调整固化时的固化条件,从而控制不均匀结构域尺寸Ξ。固化时的固化条件的调整对于不均匀结构域尺寸Ξ的控制而言更有效。
聚硅氧烷树脂A是包含大量形成网格结构的交联点(分支结构)的材料。低聚物成分是具有T2体、D体结构等直链结构、交联点比聚硅氧烷树脂A少的材料。
以下,对聚硅氧烷树脂A和低聚物成分进行说明。
《聚硅氧烷树脂A》
聚硅氧烷树脂A包含上述式(A3)表示的结构单元。另外,聚硅氧烷树脂A优选还包含选自由上述式(A1)表示的结构单元、上述式(A1’)表示的结构单元及上述式(A2)表示的结构单元组成的组中的1种以上的结构单元。
聚硅氧烷树脂A中,相对于聚硅氧烷树脂A的全部结构单元的总含量而言,T1体、T2体及T3体的总含量通常为70摩尔%以上。
聚硅氧烷树脂A中,相对于聚硅氧烷树脂A的全部结构单元的总含量而言,T3体的含量通常为60摩尔%以上且90摩尔%以下。
聚硅氧烷树脂A的按照聚苯乙烯换算的重均分子量通常为1500以上且8000以下。
聚硅氧烷树脂A中,相对于聚硅氧烷树脂A的全部结构单元的总含量而言,T1体、T2体及T3体的总含量优选为80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为95摩尔%以上。
聚硅氧烷树脂A中,相对于聚硅氧烷树脂A的全部结构单元的总含量而言,T3体的含量优选为65%以上且90%以下,更优选为70%以上且85%以下。
聚硅氧烷树脂A的按照聚苯乙烯换算的重均分子量优选为1500以上且7000以下,更优选为2000以上且5000以下。
作为聚硅氧烷树脂A,可使用市售的聚硅氧烷树脂。
聚硅氧烷树脂A优选具有硅烷醇基(Si-OH)。聚硅氧烷树脂A中,相对于聚硅氧烷树脂A中包含的全部硅原子而言,具有硅烷醇基的硅原子优选为1~30摩尔%,更优选为5~27摩尔%,进一步优选为10~25摩尔%。聚硅氧烷树脂A中,具有硅烷醇基的硅原子的含量在上述的范围内时,固化的进行速度成为适当的范围内,通过与后述的基于聚硅氧烷树脂的固化条件的结构控制组合,能有效地控制固化物的硬度、强度等力学物性。
另外,聚硅氧烷树脂A中,相对于聚硅氧烷树脂A中包含的全部硅原子而言,具有烷氧基的硅原子优选为超过0摩尔%且为20摩尔%以下,更优选为超过0摩尔%且为10摩尔%以下,进一步优选为1摩尔%以上且10摩尔%以下。聚硅氧烷树脂A中,具有烷氧基的硅原子的含量为上述范围内时,通过将聚硅氧烷树脂溶解于溶剂中而得到的聚硅氧烷树脂组合物的流动性成为适当的范围内,该聚硅氧烷树脂组合物的操作性提高。
聚硅氧烷树脂A可以以具有可产生硅氧烷键的官能团的有机硅化合物为起始原料来合成。此处,作为“可产生硅氧烷键的官能团”,可举出卤素原子、羟基、烷氧基。作为与上述式(A3)表示的结构单元对应的有机硅化合物,可举出例如有机三卤代硅烷、有机三烷氧基硅烷等。聚硅氧烷树脂A可通过以下方式合成:以与各结构单元的存在比率对应的比率,在盐酸等酸或氢氧化钠等碱的存在下,利用水解缩合法,使作为起始原料的有机硅化合物进行反应。通过适当选择作为起始原料的有机硅化合物,能调节聚硅氧烷树脂A中包含的T3硅原子的存在比率。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂中包含的全部聚硅氧烷树脂的总含量而言,缩合型聚硅氧烷树脂中包含的聚硅氧烷树脂A的含量优选为60质量%~100质量%,更优选为70质量%~95质量%。
《低聚物成分》
缩合型聚硅氧烷树脂包含聚硅氧烷树脂A、和T3体的含量比聚硅氧烷树脂A少、且具有直链结构的低聚物时,产生容易发生聚合反应的区域和不容易发生聚合反应的区域。结果,得到的固化物具有“合适的不均匀性”。
[低聚物B]
作为低聚物成分,可举出例如包含下述式(B1)、式(B1’)、式(B2)或式(B3)表示的结构单元的低聚物。
[化学式4]
(式(B1)、式(B1’)、式(B2)及式(B3)中,
R3表示碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基。
R4表示碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为6~10的芳基、碳原子数为1~4的烷氧基或羟基。
存在有多个的R3及R4各自可以相同也可以不同。)
包含式(B1)、式(B1’)、式(B2)及式(B3)表示的结构单元的低聚物的按照聚苯乙烯换算的重均分子量优选为1000~10000,更优选为2000~8000,进一步优选为3000~6000。
在以下的说明中,将包含式(B1)、式(B1’)、式(B2)及式(B3)表示的结构单元、且按照聚苯乙烯换算的重均分子量为1000~10000的低聚物成分称为“低聚物B”。
低聚物B优选为(a)包含T2体的低聚物或(b)包含D体的低聚物,更优选为满足(a)及(b)的低聚物、即(c)包含T2体及D体的低聚物。
(a)包含T2体的低聚物
作为(a)包含T2体的低聚物,优选R4为碳原子数为1~4的烷氧基或羟基的式(B2)表示的结构单元的含量、即T2体的含量为30~60摩尔%的(a)包含T2体的低聚物,更优选T2体的含量为40~55摩尔%的(a)包含T2体的低聚物。
低聚物B为(a)包含T2体的低聚物时,T2体的含量在上述的范围内时,对于缩合型聚硅氧烷树脂而言,不仅确保聚硅氧烷树脂A和低聚物B的溶解性,而且在热固化时显示良好的固化反应性。
(b)包含D体的低聚物
作为(b)包含D体的低聚物,优选平均组成式由下述式(I)表示的、包含式(B1)、式(B1’)、式(B2)或式(B3)表示的结构单元的聚硅氧烷树脂。
(R5)nSi(OR6)mO(4-n-m)/2...(I)
(式中,
R5表示碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基。
R6表示碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为6~10的芳基或氢原子。
n表示满足1<n<2的实数。m表示满足0<m<1的实数。)
平均组成式由下述式(I)表示的低聚物B包含上述的“T体”及“D体”。
式(I)中,R5优选为甲基,R6优选为甲基或氢原子。优选n为满足1<n≤1.5的实数、并且m为满足0.5≤m<1的实数,更优选n为满足1.1≤n≤1.4的实数、并且m为满足0.55≤m≤0.75的实数。式(I)中的n及m为上述范围内时,低聚物B与聚硅氧烷树脂A的相容性变得良好。
低聚物B中包含的全部结构单元中,2个R4中的一方为碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基、另一方为碳原子数为1~4的烷氧基或羟基的、式(B1)表示的结构单元及式(B1’)表示的结构单元为“D1体”。
低聚物B中包含的全部结构单元中,R4为碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基的式(B2)表示的结构单元为“D2体”。
低聚物B为(b)包含D体的低聚物时,低聚物B中包含的全部结构单元中,D1体及D2体的总含量优选为5~80摩尔%,更优选为10~70摩尔%,进一步优选为15~50摩尔%。
(c)包含T2体及D体的低聚物
(c)包含T2体及D体的低聚物为满足(a)包含T2体的低聚物和(b)包含D体的低聚物这两个条件的低聚物。
低聚物B中包含的全部结构单元中,2个R4为碳原子数为1~4的烷氧基或羟基的、式(B1)表示的结构单元及式(B1’)表示的结构单元为T1体。
低聚物B中包含的全部结构单元中,R4为碳原子数为1~4的烷氧基或羟基的、式(B2)表示的结构单元为T2体。
低聚物B中包含的全部结构单元中,式(B3)表示的结构单元为T3体。
低聚物B为(c)包含T2体及D体的低聚物时,低聚物B中包含的全部结构单元中,T1体、T2体及T3体的总含量、与D体的含量的摩尔比(T体∶D体)优选为60∶40~90∶10。
低聚物B与构成聚硅氧烷树脂的上述的各结构单元对应,可以以具有可产生硅氧烷键的官能团的有机硅化合物为起始原料来合成。此处,作为“可产生硅氧烷键的官能团”,可举出卤素原子、羟基、烷氧基。
作为与上述式(B3)表示的结构单元对应的有机硅化合物,可举出例如有机三卤代硅烷、有机三烷氧基硅烷等。作为与上述式(B2)表示的结构单元对应的有机硅化合物,可举出例如有机二卤代硅烷、有机二烷氧基硅烷等。
低聚物B可通过以下方式合成:以与各结构单元的存在比率对应的比率,在盐酸等酸或氢氧化钠等碱的存在下,利用水解缩合法,使作为起始原料的有机硅化合物进行反应。通过适当选择作为起始原料的有机硅化合物,能调节低聚物B中包含的T体的硅原子与D体的硅原子的存在比率。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂中包含的全部聚硅氧烷树脂的总含量而言,缩合型聚硅氧烷树脂中包含的低聚物B的含量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.2质量%~15质量%,进一步优选为0.5质量%~10质量%。
另外,相对于缩合型聚硅氧烷树脂中包含的聚硅氧烷树脂A的含量而言,缩合型聚硅氧烷树脂中包含的低聚物B的含量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为1质量%~15质量%,进一步优选为5质量%~12质量%。
《低聚物C》
作为其他低聚物成分,可举出例如相对于上述式(A1)、上述式(A1’)、上述式(A2)及上述式(A3)表示的结构单元的总含量而言的、上述式(A3)表示的结构单元的含量的比例为0~30摩尔%、按照聚苯乙烯换算的重均分子量不足1500的、包含上述式(A1)、上述式(A1’)、上述式(A2)或上述式(A3)表示的结构单元的聚硅氧烷树脂。
在以下的说明中,将这样的聚硅氧烷树脂称为“低聚物C”。
低聚物C为相对于T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的总含量而言的、T3硅原子的含量的比例为0~30摩尔%、按照聚苯乙烯换算的重均分子量不足1500的聚硅氧烷树脂。相对于T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的总含量而言的、T3硅原子的含量的比例优选为0~25摩尔%。
低聚物C优选实质上不具有与氢原子键合的硅原子(氢甲硅烷基)、及与链烯基键合的硅原子。低聚物C具有与链烯基键合的硅原子或氢甲硅烷基时,存在本实施方式的固化物的耐热性下降的倾向。
低聚物C优选为具有下述式(2)表示的有机聚硅氧烷结构的低聚物。
[化学式5]
(式(2)中,
R1及R2表示与前述相同的含义。存在有多个的R1及R2各自可以相同也可以不同。
p2、q2、r2、a2及b2表示成为[a2×q2]/[(p2+b2×q2)+a2×q2+(r2+q2)]=0~0.3的任意的0以上的数。)
式(2)表示的有机聚硅氧烷结构中,优选R1为选自由甲基、乙基及苯基组成的组中的1种以上的基团,R2为选自由甲氧基、乙氧基、异丙氧基及羟基组成的组中的1种以上的基团,更优选R1为选自由甲基及乙基组成的组中的1种以上的基团,R2为选自由甲氧基、乙氧基及异丙氧基组成的组中的1种以上的基团。尤其是,从本实施方式的固化物的耐热性的观点考虑,R1优选为甲基。
具有式(2)表示的有机聚硅氧烷结构的低聚物C的各结构单元的存在比率可以以T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的存在比率表示。即,T1硅原子∶T2硅原子∶T3硅原子=[r2+q2]∶[p2+b2×q2]∶[a2×q2]。低聚物C中的各硅原子的存在比率可通过适当调节p2、q2、r2、a2及b2的数值来调节。例如,a2和q2中的至少一方为0时,低聚物C中不存在T3硅原子,仅包含直链状或环状的分子。另一方面,r2和q2两方为0时,低聚物C中仅存在T2硅原子,仅包含环状的分子。
式(2)表示的有机聚硅氧烷结构中,将T2硅原子的数目设为x2,将T3硅原子的数目设为y2,将T1硅原子的数目设为z2时,式(2)表示的有机聚硅氧烷结构中的T3硅原子的存在比率由[y2/(x2+y2+z2)]表示。
[a2×q2]/[(p2+b2×q2)+a2×q2+(r2+q2)]与式(2)表示的有机聚硅氧烷结构中的T3硅原子的存在比率[y2/(x2+y2+z2)]相等。即,可以以T3硅原子的存在比率成为0~0.3的范围内的方式适当调节式(2)中的p2、q2、r2、a2及b2。
作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料的缩合型聚硅氧烷树脂可以包含的低聚物C为具有式(2)表示的有机聚硅氧烷结构的聚硅氧烷树脂,优选为相对于T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的总含量而言的、T3硅原子的含量的比例:[y2/(x2+y2+z2)]为0~0.3,并且,按照聚苯乙烯换算的重均分子量不足1500的低聚物。T3硅原子的存在比率为上述范围内时,T2硅原子的存在比:[x2/(x2+y2+z2)]及T1硅原子的存在比:[z2/(x2+y2+z2)]没有特别限制。作为低聚物C,优选[y2/(x2+y2+z2)]在0~0.25的范围内的低聚物,更优选[y2/(x2+y2+z2)]在0.05~0.2的范围内。
低聚物C由于T3硅原子的存在比率较低,因而包含较多支链结构少的、直链状的分子、环状的分子。作为低聚物C,虽然可以是仅包含环状的分子的低聚物,但优选包含较多直链状的分子。作为低聚物C,例如优选为T1硅原子的存在比率:[z2/(x2+y2+z2)]在0~0.80的范围内的低聚物,更优选为0.30~0.80的范围内,进一步优选为0.35~0.75的范围内,特别优选为0.35~0.55的范围内。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂中包含的全部聚硅氧烷树脂的总含量而言,缩合型聚硅氧烷树脂中包含的低聚物C的含量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.2质量%~15质量%,进一步优选为0.5~10质量%。
另外,相对于缩合型聚硅氧烷树脂中包含的聚硅氧烷树脂A的含量而言,缩合型聚硅氧烷树脂中包含的低聚物C的含量优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.3质量%~10质量%,进一步优选为0.5质量%~5质量%。
低聚物C的按照聚苯乙烯换算的重均分子量不足1500。低聚物C的按照聚苯乙烯换算的重均分子量过大时,本实施方式的固化物的耐开裂性有时不充分。利用GPC测得的低聚物C的按照聚苯乙烯换算的重均分子量可以不足1000。
低聚物C的1分子中的T1硅原子、T2硅原子及T3硅原子的数目可以以具有式(2)表示的有机聚硅氧烷结构的树脂成为所期望的分子量的方式适当调节。在一个实施方式中,低聚物C1分子中的T1硅原子的数目与T2硅原子的数目与T3硅原子的数目之和优选为2以上。
低聚物C可以以与构成低聚物C的上述的各结构单元对应、且具有可产生硅氧烷键的官能团的有机硅化合物为起始原料而进行合成。此处,“可产生硅氧烷键的官能团”表示与上述的可产生硅氧烷键的官能团相同的含义。作为与上述式(A3)表示的结构单元对应的有机硅化合物,可举出例如有机三卤代硅烷、有机三烷氧基硅烷等。低聚物C可通过以下方式合成:以与各结构单元的存在比率对应的比率,利用水解缩合法,使这样的作为起始原料的有机硅化合物进行反应。
在进行低聚物C的合成时,作为起始原料,将与上述式(A1)表示的结构单元对应的有机硅化合物、和与上述式(A1’)表示的结构单元对应的有机硅化合物混合。对于这些有机硅化合物而言,在有机硅化合物发生水解缩合反应而进行聚合时,键合于聚合反应的末端而终止聚合反应。
作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料的缩合型聚硅氧烷树脂优选包含聚硅氧烷树脂A和低聚物成分。作为低聚物成分,优选低聚物B或低聚物C。作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料的缩合型聚硅氧烷树脂优选包含聚硅氧烷树脂A和低聚物B,更优选包含聚硅氧烷树脂A、低聚物B、和低聚物C。
作为其他低聚物成分,可举出例如包含上述式(A1)表示的结构单元及上述式(A2)表示的结构单元的聚硅氧烷树脂。该聚硅氧烷树脂可以包含D体。
(溶剂)
作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料的缩合型聚硅氧烷树脂的T3体的含量高。因此,为了提高操作性,有时向缩合型聚硅氧烷树脂中添加溶剂。将包含缩合型聚硅氧烷树脂和溶剂的组合物称为“聚硅氧烷树脂组合物”。
溶剂没有特别限制,只要能使聚硅氧烷树脂溶解即可。作为溶剂,例如可使用沸点各自不同的2种以上溶剂(以下,称为溶剂P及溶剂Q。)。
作为溶剂P,优选沸点不足100℃的有机溶剂。具体而言,优选丙酮、甲基乙基酮等酮系溶剂;甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇等醇系溶剂;己烷、环己烷、庚烷、苯等烃系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯等乙酸酯系溶剂;乙醚、四氢呋喃等醚系溶剂。
这些中,作为溶剂P,更优选甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇等醇系溶剂。
作为溶剂Q,优选沸点为100℃以上的有机溶剂。具体而言,优选二醇醚溶剂、二醇酯溶剂。
作为二醇醚溶剂的具体例,可举出乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单己基醚、乙二醇单乙基己基醚、乙二醇单苯基醚、乙二醇单苄基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单异丙基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单己基醚、二乙二醇单乙基己基醚、二乙二醇单苯基醚、二乙二醇单苄基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单异丙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇单己基醚、丙二醇单乙基己基醚、丙二醇单苯基醚、丙二醇单苄基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单异丙基醚、二丙二醇单丁基醚、二丙二醇单己基醚、二丙二醇单乙基己基醚、二丙二醇单苯基醚、二丙二醇单苄基醚。
作为二醇酯溶剂的具体例,可举出乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单异丙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单己基醚乙酸酯、乙二醇单乙基己基醚乙酸酯、乙二醇单苯基醚乙酸酯、乙二醇单苄基醚乙酸酯。
这些中,作为溶剂Q,更优选乙二醇单丁基醚、二乙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、乙二醇单丁基醚乙酸酯。
(聚硅氧烷树脂组合物)
通过将作为本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物的原料的缩合型聚硅氧烷树脂和溶剂混合,能得到聚硅氧烷树脂组合物。聚硅氧烷树脂组合物可包含后述的固化催化剂、填料、其他成分。
聚硅氧烷树脂组合物的25℃时的粘度通常为100~500000mPa·s,优选为300~20000mPa·s,更优选为400~15000mPa·s,进一步优选为500~10000mPa·s。聚硅氧烷树脂组合物的粘度在上述的范围内时,进一步包含波长转换材料时,缩合型聚硅氧烷树脂与波长转换材料的混合性良好,并且,可抑制波长转换材料的沉降。
《聚硅氧烷树脂组合物的制造方法》
聚硅氧烷树脂A、低聚物B及低聚物C的混合方法没有特别限制,可使用在将2种以上高分子混合时进行的已知的方法中的任一种。例如,可以在将聚硅氧烷树脂A、低聚物B、低聚物C、及根据需要的其他成分分别溶解于有机溶剂中后,将得到的溶液混合。
为了能更均匀地将聚硅氧烷树脂混合,并且,能提高制备的聚硅氧烷树脂组合物的稳定性,优选在将聚硅氧烷树脂溶解于挥发性及溶解性高的有机溶剂中后,将该有机溶剂替换为其他溶剂。
具体而言,首先,向挥发性及溶解性高的有机溶剂(例如,上述的溶剂P)中添加聚硅氧烷树脂A,然后加热至溶剂P的沸点附近的温度,进行搅拌,由此使聚硅氧烷树脂A溶解于溶剂P中。
接下来,向得到的溶液中添加低聚物B、低聚物C、及根据需要的其他成分,然后利用与上述同样的方法,将低聚物B、低聚物C、及根据需要的其他成分溶解于溶剂P。
接下来,向得到的溶液中添加挥发性比溶剂P低的溶剂(例如,上述的溶剂Q),然后进行加热蒸馏,直至溶剂P的浓度达到1%以下,由此,可进行从溶剂P向溶剂Q的替换。为了高效地进行溶剂替换,可在减压状态下进行加热蒸馏。
通过进行溶剂替换,能将聚硅氧烷树脂A、低聚物B、低聚物C、及其他成分中分别可能含有的残留溶剂、水等除去。因此,通过溶剂替换,能提高聚硅氧烷树脂组合物的稳定性。
可通过调整使缩合型聚硅氧烷树脂固化时的固化条件,从而控制固化物的不均匀结构域尺寸Ξ。
为了使固化物的不均匀结构域尺寸Ξ为以上,优选使从80℃至125℃的升温速率为4℃/分钟以上,更优选使从80℃至125℃的升温速率为4.5℃/分钟以上。通过增大上述温度范围的升温速率,从而缩合型聚硅氧烷树脂的固化初期的分子运动被活化,缩合反应在各处同时发生,因此,交联点密集的区域之间的距离变大。在使从80℃至125℃的升温速率为1℃/分钟以下时,不易在缩合型聚硅氧烷树脂的固化初期形成交联点密集的区域(结构域结构),不均匀结构域尺寸Ξ容易变得小于
另外,通过增大从80℃至125℃的升温速率,从而在达到120℃以上的温度时,固化中的缩合型聚硅氧烷树脂为凝胶状态,有时具有流动性。在这样的状态下,结构域的形成反应更有效地进行,能在早期形成大的结构域。如上所述地形成的大的结构域在后期的固化反应中被固定化。
从125℃至180℃的升温速率优选为0.1℃~7℃/分钟。通过为上述温度范围的升温速率,从而能控制不均匀结构域尺寸。例如,若升温速率为0.1℃/分钟,则形成交联点更密集的区域的反应更容易发生,因此,可使不均匀结构域尺寸为以上。另外,例如,若升温速率为5.5℃/分钟,则在形成交联点更密集的区域的反应完成之前,固化反应完成,因此,可使不均匀结构域尺寸为以上且不足
优选在150℃以上的温度区域内保持30分钟以上。通过充分确保在上述温度区域中保持的时间,不均匀结构域尺寸进一步变大,能在不均匀结构域尺寸大的状态下被固定化。
不均匀结构域尺寸大的固化物为能量稳定化的状态,兼具高硬度、高开裂耐性及高耐热性。
另外,为了控制固化反应的速度,可向聚硅氧烷树脂中添加磷酸系催化剂、金属系催化剂等固化促进剂。
(固化用催化剂)
作为固化用催化剂,例如,上述式(A1)表示的结构单元、上述式(A1’)表示的结构单元及上述式(A2)表示的结构单元中的R2为烷氧基或羟基时,为了促进水解缩合反应,可使用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、丙酸、丁酸、乳酸、琥珀酸等有机酸。
作为固化用催化剂,不仅可使用酸性化合物,也可使用碱性的化合物。具体而言,作为固化用催化剂,可使用氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵等。
作为固化用催化剂,也可使用有机金属化合物催化剂。具体而言,作为固化用催化剂,可使用含有铝、锆、锡、钛或锌的有机金属化合物催化剂。
作为含有铝的有机金属化合物催化剂,可举出例如三乙酰乙酸铝、三异丙醇铝。
作为含有锆的有机金属化合物催化剂,可举出例如四乙酰丙酮锆、三丁醇乙酰丙酮锆(Zirconium tributoxy acetylacetonate)、二丁醇二乙酰丙酮锆、四正丙醇锆、四异丙醇锆、四正丁醇锆、酰化锆、三丁醇硬脂酸锆。
作为含有锡的有机金属化合物催化剂,可举出例如四丁基锡、单丁基三氯化锡、二丁基二氯化锡、二丁基氧化锡、四辛基锡、二辛基二氯化锡、二辛基氧化锡、四甲基锡、二丁基月桂酸锡、二辛基月桂酸锡、双(2-乙基己酸)锡、双(新癸酸)锡、二正丁基双(乙基己基马来酸)锡、二正丁基双(2,4-戊二酮)锡(di-n-butylbis(2,4-pentanedionate)tin)、二正丁基丁醇氯化锡、二正丁基二乙酰氧基锡、二正丁基二月桂酸锡、二甲基二新癸酸锡。
作为含有钛的有机金属化合物催化剂,可举出例如四异丙醇钛、四正丁醇钛、钛酸丁酯二聚物、钛酸四辛酯、乙酰丙酮钛、辛二醇羟乙酸钛(Titanium octyleneglycolate)、乙酰乙酸乙酯钛。
作为含有锌的有机金属化合物催化剂,可举出例如三乙酰丙酮锌。
这些中,从得到的固化物的透明性的观点考虑,优选磷酸酯或磷酸,更优选磷酸。
为了以规定的浓度向聚硅氧烷树脂中添加固化用催化剂,优选将固化用催化剂在水、有机溶剂、聚硅氧烷系单体、烷氧基硅烷低聚物等中稀释后,添加至聚硅氧烷树脂中。
固化用催化剂的含量可以考虑聚硅氧烷树脂的固化反应的温度、时间、催化剂的种类等适当调节。相对于缩合型聚硅氧烷树脂100质量份而言,固化用催化剂的含量优选为0.01质量份以上且10质量份以下,更优选为0.01质量份以上且5质量份以下,特别优选为0.1质量份以上且1质量份以下。
固化用催化剂可以预先被添加至聚硅氧烷树脂中,也可在即将进行聚硅氧烷树脂的固化反应之前,被添加至聚硅氧烷树脂中。
(填料)
对于本实施方式的固化物而言,可以在缩合型聚硅氧烷树脂固化物中分散有填料。作为填料,优选波长转换材料。
作为波长转换材料,可举出例如荧光体、量子点。作为荧光体,可举出例如在波长570nm至700nm的范围内发出荧光的红色荧光体、在490nm至570nm的范围内发出荧光的绿色荧光体、在420nm至480nm的范围内发出荧光的蓝色荧光体。
《红色荧光体》
作为红色荧光体,可举出例如由具有红色断裂面的断裂粒子构成、由(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu表示的铕赋活碱土类氮化硅系荧光体;由具有作为规则的结晶生长形状的大致球状的生长粒子构成、由(Y,La,Gd,Lu)2O2S:Eu表示的铕赋活稀土类氧基硫属系荧光体。
作为其他红色荧光体,可举出包含含有选自由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W及Mo组成的组中的至少1种元素的氮氧化物或硫氧化物或这两方的荧光体,所述荧光体含有具有Al元素的一部分或全部被Ga元素取代的α Sialon结构的氮氧化物。
作为其他红色荧光体,可举出(La,Y)2O2S:Eu等Eu赋活硫氧化物荧光体;Y(V,P)O4:Eu、Y2O3:Eu等Eu赋活氧化物荧光体;(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu,Mn、(Ba,Mg)2SiO4:Eu,Mn等Eu,Mn赋活硅酸盐荧光体;(Ca,Sr)S:Eu等Eu赋活硫化物荧光体;YAlO3:Eu等Eu赋活铝酸盐荧光体;LiY9(SiO4)6O2:Eu、Ca2Y8(SiO4)6O2:Eu、(Sr,Ba,Ca)3SiO5:Eu、Sr2BaSiO5:Eu等Eu赋活硅酸盐荧光体;(Y,Gd)3Al5O12:Ce、(Tb,Gd)3Al5O12:Ce等Ce赋活铝酸盐荧光体;(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)SiN2:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu等Eu赋活氮化物荧光体;(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Ce等Ce赋活氮化物荧光体;(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu,Mn等Eu,Mn赋活卤代磷酸盐荧光体;(Ba3Mg)Si2O8:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca,Mg)3(Zn,Mg)Si2O8:Eu,Mn等Eu,Mn赋活硅酸盐荧光体;3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn等Mn赋活锗酸盐荧光体;Eu赋活α Sialon等Eu赋活氮氧化物荧光体;(Gd,Y,Lu,La)2O3:Eu,Bi等Eu,Bi赋活氧化物荧光体;(Gd,Y,Lu,La)2O2S:Eu,Bi等Eu,Bi赋活硫氧化物荧光体;(Gd,Y,Lu,La)VO4:Eu,Bi等Eu,Bi赋活钒酸盐荧光体;SrY2S4:Eu,Ce等Eu,Ce赋活硫化物荧光体;CaLa2S4:Ce等Ce赋活硫化物荧光体;(Ba,Sr,Ca)MgP2O7:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2P2O7:Eu,Mn等Eu,Mn赋活磷酸盐荧光体;(Y,Lu)2WO6:Eu,Mo等Eu,Mo赋活钨酸盐荧光体;(Ba,Sr,Ca)xSiyNz:Eu,Ce(此处,x、y及z表示1以上的整数。)等Eu,Ce赋活氮化物荧光体;(Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,OH):Eu,Mn等Eu,Mn赋活卤代磷酸盐荧光体;((Y,Lu,Gd,Tb)1-xScxCey)2(Ca,Mg)1-r(Mg,Zn)2+rSiz-qGeqO12+δ等Ce赋活硅酸盐荧光体。
作为其他红色荧光体,可举出由以β-二酮化物、β-二酮、芳香族羧酸、布朗斯台德酸等阴离子为配体的稀土类元素离子络合物形成的红色有机荧光体、苝系颜料(例如,二苯并{[f,f’]-4,4’,7,7’-四苯基}二茚并[1,2,3-cd:1’,2’,3’-lm]苝)、蒽醌系颜料、色淀系颜料、偶氮系颜料、喹吖啶酮系颜料、蒽系颜料、异吲哚啉系颜料、异吲哚啉酮系颜料、酞菁系颜料、三苯基甲烷系碱性染料、阴丹士林系颜料、靛酚系颜料、菁系颜料、二噁嗪系颜料。
红色荧光体中,荧光发光的峰波长为580nm以上、优选590nm以上、并且荧光发光的峰波长为620nm以下、优选610nm以下的红色荧光体可作为橙色荧光体合适地使用。作为这样的橙色荧光体,可举出例如(Sr,Ba)3SiO5:Eu、(Sr,Mg)3PO4)2:Sn2+、SrCaAlSiN3:Eu。
《黄色荧光体》
作为黄色荧光体,可举出例如氧化物系、氮化物系、氮氧化物系、硫化物系、硫氧化物系等荧光体。具体而言,可举出RE3M5O12:Ce(此处,RE表示选自由Y、Tb、Gd、Lu及Sm组成的组中的至少1种元素,M表示选自由Al、Ga及Sc组成的组中的至少1种元素。)、M2 3M3 2M4 3O12:Ce(此处,M2表示2价的金属元素,M3表示3价的金属元素,M4表示4价的金属元素。)等表示的具有石榴石结构的石榴石系荧光体;AE2M5O4:Eu(此处,AE表示选自由Ba、Sr、Ca、Mg及Zn组成的组中的至少1种元素,M5表示选自由Si及Ge组成的组中的至少1种元素。)等表示的原硅酸盐系荧光体;用氮原子取代作为这些荧光体的构成元素的氧原子的一部分而得到的氮氧化物系荧光体;AEAlSiN3:Ce(此处,AE表示选自由Ba、Sr、Ca、Mg及Zn组成的组中的至少1种元素。)等具有CaAlSiN3结构的氮化物系荧光体等经Ce赋活的荧光体。
作为其他黄色荧光体,可举出CaGa2S4:Eu(Ca,Sr)Ga2S4:Eu、(Ca,Sr)(Ga,Al)2S4:Eu等硫化物系荧光体;Cax(Si,Al)12(O,N)16:Eu等具有SiAlON结构的氮氧化物系荧光体等经Eu赋活的荧光体。
《绿色荧光体》
作为绿色荧光体,可举出例如由具有断裂面的断裂粒子构成、由(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu表示的铕赋活碱土类氮氧化硅系荧光体;由具有断裂面的断裂粒子构成、由(Ba,Ca,Sr,Mg)2SiO4:Eu表示的铕赋活碱土类硅酸盐系荧光体。
作为其他绿色荧光体,可举出Sr4Al14O25:Eu、(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu等Eu赋活铝酸盐荧光体;(Sr,Ba)Al2Si2O8:Eu、(Ba,Mg)2SiO4:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu、(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu等Eu赋活硅酸盐荧光体;Y2SiO5:Ce,Tb等Ce,Tb赋活硅酸盐荧光体;Sr2P2O7-Sr2B2O5:Eu等Eu赋活硼酸磷酸盐荧光体;Sr2Si3O8-2SrCl2:Eu等Eu赋活卤代硅酸盐荧光体;Zn2SiO4:Mn等Mn赋活硅酸盐荧光体;CeMgAl11O19:Tb、Y3Al5O12:Tb等Tb赋活铝酸盐荧光体;Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb、La3Ga5SiO14:Tb等Tb赋活硅酸盐荧光体;(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm等Eu,Tb,Sm赋活硫代镓化物荧光体;Y3(Al,Ga)5O12:Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce等Ce赋活铝酸盐荧光体;Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce等Ce赋活硅酸盐荧光体;CaSc2O4:Ce等Ce赋活氧化物荧光体;SrSi2O2N2:Eu、(Sr,Ba,Ca)Si2O2N2:Eu、Eu赋活βSialon、Eu赋活α Sialon等Eu赋活氮氧化物荧光体;BaMgAl10O17:Eu,Mn等Eu,Mn赋活铝酸盐荧光体;SrAl2O4:Eu等Eu赋活铝酸盐荧光体;(La,Gd,Y)2O2S:Tb等Tb赋活硫氧化物荧光体;LaPO4:Ce,Tb等Ce,Tb赋活磷酸盐荧光体;ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Au,Al等硫化物荧光体;(Y,Ga,Lu,Sc,La)BO3:Ce,Tb、Na2Gd2B2O7:Ce,Tb、(Ba,Sr)2(Ca,Mg,Zn)B2O6:K,Ce,Tb等Ce,Tb赋活硼酸盐荧光体;Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn等Eu,Mn赋活卤代硅酸盐荧光体;(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu等Eu赋活硫代铝酸盐荧光体或硫代镓化物荧光体;(Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2:Eu,Mn等Eu,Mn赋活卤代硅酸盐荧光体。
作为其他绿色荧光体,可举出吡啶-邻苯二甲酰亚胺缩合衍生物、苯并噁嗪酮系、喹唑啉酮系、香豆素系、喹酞酮系、酒石酸酰亚胺系等荧光色素;具有水杨酸己酯作为配体的铽络合物等有机荧光体。
《蓝色荧光体》
作为蓝色荧光体,可举出由具有作为规则的结晶生长形状的大致六角形状的生长粒子构成、由BaMgAl10O17:Eu表示的铕赋活钡镁铝酸盐系荧光体;由具有作为规则的结晶生长形状的大致球状的生长粒子构成、由(Ca,Sr,Ba)5(PO4)3Cl:Eu表示的铕赋活卤代磷酸钙系荧光体;由具有作为规则的结晶生长形状的大致立方体形状的生长粒子构成、由(Ca,Sr,Ba)2B5O9Cl:Eu表示的铕赋活碱土类氯硼酸盐系荧光体;由具有断裂面的断裂粒子构成、由(Sr,Ca,Ba)Al2O4:Eu或(Sr,Ca,Ba)4Al14O25:Eu表示的铕赋活碱土类铝酸盐系荧光体。
作为其他蓝色荧光体,可举出Sr2P2O7:Sn等Sn赋活磷酸盐荧光体;Sr4Al14O25:Eu、BaMgAl10O17:Eu、BaAl8O13:Eu等Eu赋活铝酸盐荧光体;SrGa2S4:Ce、CaGa2S4:Ce等Ce赋活硫代镓化物荧光体;(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu、BaMgAl10O17:Eu,Tb,Sm等Eu赋活铝酸盐荧光体;(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu,Mn等Eu,Mn赋活铝酸盐荧光体;(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、(Ba,Sr,Ca)5(PO4)3(Cl,F,Br,OH):Eu,Mn,Sb等Eu赋活卤代磷酸盐荧光体;BaAl2Si2O8:Eu、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu等Eu赋活硅酸盐荧光体;Sr2P2O7:Eu等Eu赋活磷酸盐荧光体;ZnS:Ag、ZnS:Ag,Al等硫化物荧光体;Y2SiO5:Ce等Ce赋活硅酸盐荧光体;CaWO4等钨酸盐荧光体;(Ba,Sr,Ca)BPO5:Eu,Mn、(Sr,Ca)10(PO4)6·nB2O3:Eu、2SrO·0.84P2O5·0.16B2O3:Eu等Eu,Mn赋活硼酸磷酸盐荧光体;Sr2Si3O8·2SrCl2:Eu等Eu赋活卤代硅酸盐荧光体。
作为其他蓝色荧光体,可举出萘二甲酰亚胺系化合物、苯并噁唑系化合物、苯乙烯基系化合物、香豆素系化合物、吡唑啉系化合物、三唑系化合物等荧光色素;铥络合物等有机荧光体等。
这些荧光体可以仅单独使用1种,也可组合2种以上而使用。
《量子点》
作为量子点,可举出例如InAs系的量子点、CdE(E=S,Se,Te)系的量子点(CdSxSe1-x/ZnS等)。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂固化物与波长转换材料的总含量而言,波长转换材料的含量通常为20质量%以上且95质量%以下,优选为40质量%以上且95质量%以下,更优选为50质量%以上且95质量%以下,进一步优选为60质量%以上且95质量%以下。
另外,本实施方式的固化物可以包含聚硅氧烷填料。作为聚硅氧烷填料,可举出例如聚硅氧烷树脂填料、聚硅氧烷橡胶填料。
(其他成分)
对于本实施方式的固化物而言,除了缩合型聚硅氧烷树脂固化物及填料以外,可包含无机粒子、硅烷偶联剂等添加剂。
(无机粒子)
无机粒子在本实施方式的固化物中使光散射,能有效地激发波长转换材料。另外,在本实施方式的固化物的制造阶段中,能抑制波长转换材料在包含聚硅氧烷树脂的组合物中沉降。
作为无机粒子,可举出例如硅、钛、氧化锆、铝、铁、锌等的氧化物、炭黑、钛酸钡、硅酸钙、碳酸钙,优选硅、钛、氧化锆、铝等的氧化物。
作为无机粒子的形状,可举出例如大致球状、板状、柱状、针状、晶须状、纤维状,为了得到更均匀的组合物,优选为大致球状。
本实施方式的固化物中包含的无机粒子可以仅为1种,也可以为2种以上,优选为粒径不同的2种以上无机粒子。具体而言,本实施方式的固化物更优选包含一次粒子的平均粒径为100nm以上且500nm以下的无机粒子、和一次粒子的平均粒径不足100nm的无机粒子。通过包含一次粒子的平均粒径不同的2种以上无机粒子,从而使因光的散射而导致的波长转换材料的激发效率提高,并且,可抑制包含聚硅氧烷树脂的组合物中的波长转换材料的沉降。
无机粒子的一次粒子的平均粒径例如可通过利用电子显微镜等直接观察粒子的图像成像法求出。
具体而言,首先,制备将作为测定对象的无机粒子分散于任意的溶剂中而成的液体,将得到的分散液滴加至载玻片等,使其干燥。可将无机粒子直接散布于粘接带的粘接面,制作附着有无机粒子的制品。
接下来,利用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)直接观察粒子,由得到的形状推算无机粒子的尺寸,由此,可求出无机粒子的一次粒子的平均粒径。
相对于缩合型聚硅氧烷树脂固化物100质量份而言,无机粒子的含量优选为0.01质量份以上且100质量份以下,更优选为0.1质量份以上且50质量份以下。
(硅烷偶联剂)
作为硅烷偶联剂,可举出例如具有选自由乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、氨基、脲基、巯基、硫醚基及异氰酸酯基组成的组中的至少1种基团的硅烷偶联剂。这些中,优选具有环氧基或巯基的偶联剂。
作为硅烷偶联剂的具体例,可举出2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷。
在包含聚硅氧烷树脂的组合物中包含硅烷偶联剂的情况下,硅烷偶联剂中包含的硅原子也作为29Si-NMR的信号而被检测到,本说明书中,在计算包含聚硅氧烷树脂的组合物的信号面积时,也包含硅烷偶联剂的信号。
相对于聚硅氧烷树脂的总含量100质量份而言,硅烷偶联剂的含量优选为0.0001质量份以上且1.0质量份以下,更优选为0.001质量份以上且0.1质量份以下。
(其他添加剂)
本实施方式的固化物可包含上述的材料以外的添加剂。作为上述的材料以外的添加剂,可举出例如分散剂、流平剂、消泡剂。
(固化物)
本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物优选包含上述式(A3)表示的结构单元。另外,缩合型聚硅氧烷树脂固化物更优选还包含选自由上述式(A1)表示的结构单元、上述式(A1’)表示的结构单元及上述式(A2)表示的结构单元组成的组中的1种以上结构单元。
本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物可以还包含上述式(C1)、上述式(C1’)、上述式(C2)、上述式(C3)或上述式(C4)表示的结构单元。
本实施方式的固化物中包含的缩合型聚硅氧烷树脂固化物中,相对于缩合型聚硅氧烷树脂固化物的全部结构单元的总含量而言,T3体的含量优选为50摩尔%以上。换言之,相对于缩合型聚硅氧烷树脂固化物的全部硅原子的总含量而言,T3硅原子的含量优选为50摩尔%以上。此外,相对于缩合型聚硅氧烷树脂固化物的全部硅原子的总含量而言,T3硅原子的含量更优选为60摩尔%以上,进一步优选为70摩尔%以上,更进一步优选为75摩尔%以上。
对于不均匀结构域尺寸为以上的固化物而言,在施加应力时,能将应力分散至固化物整体。
另一方面,不均匀结构域尺寸小于的固化物的T3硅原子的分布均匀。因此,在施加应力时,无法将应力分散至固化物整体,变得容易形成开裂。
不均匀结构域尺寸为以上固化物兼具高硬度和高开裂耐性,例如即使于250℃持续加热,也能将因加热而导致的应力分散至固化物整体。
通过本实施方式,可提供兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性的固化物。
<波长转换片材>
图2为表示本实施方式的波长转换片材的示意图。波长转换片材30将包含缩合型聚硅氧烷树脂固化物40、和在缩合型聚硅氧烷树脂固化物40中分散的作为波长转换材料的填料50的固化物作为形成材料。这样的波长转换片材30是将上述的本实施方式的固化物作为形成材料、并成型成薄板状而得到的产物。
波长转换片材30可以在一个面上具备基材。作为基材,根据波长转换片材的用途适当选择即可,可举出例如铝等金属基材;石英、蓝宝石等透明性基材。
本实施方式的波长转换片材可合适地用于LED、太阳能电池、半导体激光器、光电二极管、CCD、CMOS等中的波长转换的用途。尤其是,本实施方式的波长转换片材由于耐热性优异,因而可合适地用于预想在高温下使用的半导体激光器的发光部。
本实施方式的波长转换片材可包含上述的无机粒子。通过含有无机粒子,从而在波长转换片材中使光散射,能有效地激发波长转换材料。另外,在波长转换片材的制造阶段中,能抑制波长转换材料在包含聚硅氧烷树脂的组合物中沉降。
(膜厚)
为了能稳定地制造波长转换片材,波长转换片材的厚度(膜厚)优选为10μm以上。另外,从提高波长转换片材的光学特性、耐热性的观点考虑,波长转换片材的厚度优选为1mm以下,更优选为500μm以下,进一步优选为200μm以下。通过使波长转换片材的厚度为1mm以下,能减少因聚硅氧烷树脂而导致的光吸收、光散射。
波长转换片材的膜厚例如可通过使用测微计测定波长转换片材的多个位置的膜厚并算出其平均值从而求出。所谓多个位置,例如,波长转换片材的形状为四边形的情况下,可举出波长转换片材的中心部1个位置、和波长转换片材的角部4个位置的合计5个位置。
波长转换片材30可以被形成在支持基材上。作为支持基材,可使用以已知的金属、膜、玻璃、陶瓷、纸等为形成材料的基材。
作为支持基材的形成材料的具体例,可举出石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、蓝宝石等透明的无机氧化物玻璃;铝(也包含铝合金)、锌、铜、铁等金属板、箔;纤维素乙酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩醛、芳族聚酰胺等塑料的膜;层压了上述塑料的纸;利用上述塑料进行了涂覆的纸;层压或蒸镀了上述金属的纸;层压或蒸镀了上述金属的塑料膜。这些中,优选无机氧化物玻璃或金属板。
支持基材的厚度优选为30μm以上,更优选为50μm以上。支持基材的厚度为30μm以上时,具有对于保护波长转换片材的形状而言充分的强度。另外,从经济性的观点考虑,支持基材的厚度优选为5000μm以下,更优选为3000μm以下。
(波长转换片材的制造方法)
对本实施方式的波长转换片材的制造方法进行说明。
首先,制备将波长转换材料分散于上述的聚硅氧烷树脂组合物(缩合型聚硅氧烷树脂+溶剂)中而得到的、含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物。
为了使波长转换材料扩散、改善含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物的涂布性,可在含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物中包含无机粒子、粘接助剂等添加物。
以成为规定的组成的方式配合这些成分,然后使用已知的搅拌·混炼机,均匀地混合分散,由此,可得到含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物。作为已知的搅拌·混炼机,可举出例如均化器、自转公转型搅拌机、三辊磨、球磨机、行星式球磨机、珠磨机。混合分散后或混合分散的过程中,根据需要,可在真空或减压条件下对含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物进行脱泡。
接下来,将得到的含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物涂布于支持基材上。含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物的涂布可使用已知的涂布装置进行。作为已知的涂布装置,可举出例如逆式涂布机、刮刀涂布机、缝模涂布机、直接凹版涂布机、胶印凹版涂布机、逆式涂布机、刮刀涂布机、吻合涂布机、自然辊涂布机、气刀涂布机、辊式刮刀涂布机、可调刮棒辊式刮刀涂布机、双流涂布机、棒式涂布机、线棒涂布机、涂敷器、浸涂机、帘式涂布机、旋涂机、刮刀式涂布机。这些中,从得到的波长转换片材的膜厚容易变得均匀方面考虑,优选缝模涂布机或涂敷器。
作为其他涂布法,可举出丝网印刷、凹版印刷、平版印刷等印刷法等。这些中,从简便性的观点考虑,优选丝网印刷。
接下来,将在支持基材上形成的涂布膜加热固化,得到波长转换片材。对于涂布膜的加热而言,可利用自然对流式烘箱、送风式烘箱、真空烘箱、惰性烘箱、加热板、热压机、红外线加热器等机器进行。这些中,从生产率的观点考虑,优选送风式烘箱。
作为涂布膜的加热条件,可举出例如于40℃~250℃、进行5分钟~100小时加热的方法。加热时间优选为1~30小时,更优选为2~10小时,进一步优选为3~8小时。通过使加热时间在上述范围内,从而不仅能充分地除去溶剂,而且能防止加热时的着色。
将含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物涂布于支持基材上,然后可通过放置在250℃以下的温度的气氛内从而使涂布膜固化,例如,可通过放置在40℃~200℃的温度的气氛内从而使涂布膜固化。另外,在进行涂布膜的固化时,为了减少在含有波长转换材料的聚硅氧烷树脂组合物中存在的溶剂、水,并且,控制聚硅氧烷树脂A与聚硅氧烷低聚物的缩合反应速度,例如,可以以于40℃~60℃放置5分钟~30分钟、接下来于60℃~100℃放置10分钟~60分钟、接下来于140℃~200℃放置30分钟~5小时这样的方式,阶段性地使涂布膜固化。
关于涂布膜的固化条件,通过使从80℃至125℃的升温速率为4℃/分钟以上,能增大形成波长转换片材的固化物的不均匀结构域尺寸Ξ。
另外,通过增大从80℃至125℃的升温速率,在达到120℃以上的温度时,涂布膜为凝胶状态,有时具有流动性。在这样的状态下,结构域的形成反应更有效地进行,能在早期形成大的结构域,因而优选。
从125℃至180℃的升温速率优选为0.1℃~7℃/分钟。通过上述温度范围的升温速率,从而能控制形成波长转换片材的固化物的不均匀结构域尺寸。例如,若升温速率为0.1℃/分钟,则形成交联点更密集的区域的反应容易发生,因此,可使形成波长转换片材的固化物的不均匀结构域尺寸Ξ为以上。另外,例如,若升温速率为5.5℃/分钟,则在形成交联点更密集的区域的反应完成之前,固化反应完成,因此,可使形成波长转换片材的固化物的不均匀结构域尺寸Ξ为以上且不足
优选在150℃以上的温度区域内保持30分钟以上。通过充分确保在上述温度区域中保持的时间,形成波长转换片材的固化物的不均匀结构域尺寸进一步变大,能在不均匀结构域尺寸大的状态下被固定化。
本实施方式的波长转换片材由于将本实施方式的固化物作为形成材料,因而成为兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性、可靠性高的波长转换片材。
<发光装置>
图3为表示本实施方式的发光装置的示意图。发光装置100具有上述的波长转换片材30和光源60。
作为光源60,可使用水银灯、半导体发光元件等已知的光源。本实施方式的发光装置中,优选使用高亮度LED、半导体激光器等照射高密度的能量的光源、UV-LED等发出波长为400nm以下、且300nm以下的高能量的紫外线的光源。光源60具有基板70、和被设置在基板70的一面的发光元件80。
波长转换片材30被配置在从光源60射出的光L1入射的位置。
这样的发光装置100中,从光源60射出的光L1射入至波长转换片材30。波长转换片材30中,作为波长转换材料的填料50将光L1转换为波长与光L1不同的转换光L2。转换光L2从波长转换片材30射出。
图4为表示具备本实施方式的波长转换片材的发光装置的结构的截面图。
发光装置1000具有基板110、半导体激光器元件(光源)120、导光部130、波长转换片材140、和反射镜150。波长转换片材140可使用上述的构成的波长转换片材。
半导体激光器元件120被设置在基板110上。
对于导光部130而言,从半导体激光器元件120射出的激光La被射入至内部,在内部引导激光La。在导光部130的一端,光学连接有半导体激光器元件120,在另一端光学连接有波长转换片材140。导光部130呈宽度从一端侧向另一端侧逐渐减小的秤锤状,成为从半导体激光器元件120射出的激光La聚焦于波长转换片材140的构成。
反射镜150为被配置在波长转换片材140的周围的碗状的构件,面向波长转换片材140的曲面成为光反射面。反射镜150将从波长转换片材140射出的光偏转至装置前方(激光La的照射方向)。
被照射至波长转换片材140的激光La通过波长转换片材140所含有的波长转换材料而被转换成白色光Lb,从发光装置1000射出。
发光装置1000具有1个半导体激光器元件120,但也可具有2个以上。
图5为表示发光装置的变形例的截面图。在图5及以下的说明中,对于与图4中说明的构成相同的构成,标记与图4共通的附图标记。
发光装置1100具有多个基板110、多个半导体激光器元件(光源)120、多个光纤180、导光部130、波长转换片材140、反射镜150、和透明支持体190。
对于光纤180而言,从半导体激光器元件120射出的激光La被射入至内部,在内部引导激光La。在多个光纤180的一端分别光学连接有半导体激光器元件120。另外,多个光纤180在另一端侧被捆束,在已聚集成一束的状态下在另一端与导光部130光学连接。
对于导光部130而言,从半导体激光器元件120射出的激光La被射入至内部,在内部引导激光La,然后向装置前方射出。导光部130可以具有将向装置前方射出的激光La聚集的功能。
波长转换片材140在被透明支持体190支持的状态下,与导光部130隔开间隔,与导光部130相对配置。透明支持体190以覆盖反射镜150的开口部分的方式被设置在装置前方。透明支持体190是以不会由于在装置使用期间产生的热而发生劣化的透明材料为形成材料的构件,例如可使用玻璃板。
被照射至波长转换片材140的激光La通过波长转换片材140所含有的波长转换材料被转换为白色光Lb,从发光装置1100射出。
发光装置1000、1100中,如上所述,光源(半导体激光器元件120)及发光部(波长转换片材140)被分离。由此,发光装置的小型化、提高设计性变得容易。
以上这样的构成的发光装置由于具备兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性的本实施方式的波长转换片材,因而成为可靠性高的发光装置。
<密封用构件、半导体发光装置>
图6为本实施方式的半导体发光装置200的截面图。本实施方式的半导体发光装置可作为图3~5中的发光装置的光源使用。
半导体发光装置200具有基板210、被配置在基板上的半导体发光元件220、和将半导体发光元件220密封的密封用构件230。密封用构件230以上述的固化物为形成材料。半导体发光元件220通过基板210和密封用构件230而被被覆、密封,与外界气体隔离。
构成密封用构件230的固化物如上所述兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性。另外,与由石英玻璃构成的密封部相比,UV光的透过性为同等程度,光的提取效率高且廉价。因此,具有本实施方式的密封用构件230的半导体发光装置成为不易破损、可靠性高的制品。
另外,构成密封用构件230的固化物由于以缩合型聚硅氧烷树脂固化物为构成要素,因而不易在UV光的作用下发生劣化。因此,对于具有本实施方式的密封用构件230的半导体发光装置200而言,即使作为光源的半导体发光元件220为发光波长为400nm以下、进而300nm以下的UV光源,也不易发生劣化,成为可靠性高的制品。
作为半导体发光元件220,不限于射出UV光的半导体发光元件。半导体发光元件220的发光波长可以为紫外线区域(例如10~400nm),也可以为可见光区域(例如大于400nm且小于830nm),也可以为红外线区域(例如830nm以上且1000nm以下)。
以上这样的构成的密封用构件由于以上述的本实施方式的固化物为形成材料,因而成为可靠性高的制品。
另外,以上这样的构成的半导体发光装置由于具有以上述的本实施方式的固化物为形成材料的密封用构件,因而成为可靠性高的制品。
使用附图1~6对本发明的具体实施方式进行了说明,但本发明的实施方式不受这些例子的限制。上述的例子中示出的各构成构件的各种形状、组合等可基于设计要求等进行各种变更。
实施例
以下,通过实施例具体说明本发明,但本发明不受以下的实施例的限制。
本实施例中,利用下述方法对得到的试样进行评价或测定。
<耐开裂性>
向直径4cm的铝制杯中添加1.2g的聚硅氧烷树脂组合物,使其固化。关于得到的固化物,通过目视来评价有无开裂。
<强度>
制作宽度为10mm、长度为30mm、厚度为1mm的试验片,在下述条件以2.0mm/秒的速度向试验片的中央施加负荷,测定试验片折断时的负荷及破坏位移。使试验数(n数)为5,将算术平均值作为测定结果。
装置名:台上精密负荷测定器MODEL-1605IIVL
测力传感器:MODEL-3000系列
测定温度:25℃
将试验片折断时的负荷(弯曲破坏负荷,单位N)的平均值作为弯曲强度。将弯曲强度为20MPa以上的试验片评价为良好。
将试验片折断时的破坏位移(破坏时挠曲量,单位mm)的平均值作为断裂时的变形。将断裂时的变形为3.0%以上的试验片评价为良好。
<耐热性>
在250℃的烘箱中对缩合型聚硅氧烷树脂固化物(直径为4cm、厚度为500μm的圆板状)进行加热。对于加热前后的缩合型聚硅氧烷树脂的固化物,对波长400nm处的透光率及外观(有无褶皱、开裂)进行评价。
<肖氏硬度>
对于缩合型聚硅氧烷树脂固化物(直径为4cm,厚度为1500μm的圆板状),在下述条件下测定肖氏D硬度。
将在杜罗回跳式硬度计用自动低压负荷器(TECLOCK Corporation制,型号GS-610)中安装了杜罗回跳式硬度计(TECLOCK Corporation制,型号GS-720G、D型)而得到的装置作为测定装置。需要说明的是,杜罗回跳式硬度计为橡胶·塑料硬度计。使用该测定装置,对于缩合型聚硅氧烷树脂的固化物,以1mm/秒的下降速度测定肖氏D硬度。对于测定而言,在5个位置实施,算出平均值。
将肖氏D硬度为70以上的缩合型聚硅氧烷树脂的固化物评价为良好。
<透过率>
制作500μm厚的固化物。关于得到的固化物,在下述条件下测定相对于400nm的波长的光的透过率。
装置名:JASCO V-670紫外可见近红外分光光度计
积分球单元(ISN-723/B004861118)
扫描速度(C):1000nm/分钟
测定波长:200~800nm
数据采集间隔(L):1.0nm
将透过率为85%以上的固化物评价为良好。
<凝胶渗透色谱法(GPC)测定>
将试样(聚硅氧烷树脂)溶解于洗脱液中,然后用孔尺寸0.45μm的膜滤器进行过滤,由此,制备测定溶液。对于得到的制备溶液,在下述条件下测定按照标准聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)。
装置名:Tosoh公司制HLC-8220GPC
柱:TSKgel SuperHM-H×2+SuperH2500×1(内径6.0mm×150mm×3根)
洗脱液:甲苯
流量:0.6mL/分钟
检测器:RI检测器(极性:-)
柱温:40℃
进样量:40μL
分子量标准:标准聚苯乙烯
<固体29Si-NMR>
制作固化物,关于得到的固化物,在下述条件下测定归属于T体的硅原子的峰。具体而言,将-80ppm~-40ppm的区域内的峰作为归属于T体的硅原子的峰,对在上述区域中有无进行确认。
装置名:Bruker公司制AVANCE300
观测核:29Si
观测频率:59.6MHz
测定温度:室温
测定法:DDMAS法
标准物质:六甲基环三硅氧烷
(设定为-9.66ppm,相当于设定TMS 0ppm)
MAS条件:3.5kHz
脉冲宽度:π/6(1.4μs)
等待时间:20.0sec
累积次数:4096次
试样量:290mg
<不均匀结构域尺寸Ξ>
(测定条件)
测定装置:小角X射线散射装置(NanoSTAR,Bruker AXS GmbH制)
光源:Cu靶的旋转对阴极型的X射线发生器。输出功率50kV、100mA。使用交叉耦合戈贝尔镜和3个针孔狭缝(狭缝的孔径从X射线发生器侧起为)
二维检测器:二维Multi Wire检测器,Hi-STAR
装置内的真空度:40Pa
分析软件:SAXS Ver.4.1.29(Bruker AXS公司制)
首先,使用冷冻粉碎机,将聚硅氧烷固化物粉碎。作为冷冻粉碎机,使用了日本兴业株式会社制的JFC-300。将聚硅氧烷固化物在液氮中静置10分钟,然后进行15分钟粉碎。图7为粉碎后的聚硅氧烷固化物的SEM照片。
接下来,向得到的粉碎物10质量份中添加四氢呋喃90质量份,静置24小时。将得到的溶胀样品投入至石英池中,进行小角X射线分析。
向溶胀样品(试样)照射X射线,测定溶胀样品的小角X射线散射。使从溶胀样品至探测器的长度为106cm,使直接光束限制器的大小为
关于散射角2θ与直接光束位置的校正,例如,使用山嵛酸银的1次(2θ=1.513°)和2次(2θ=3.027°)的各峰进行。可测定的散射角2θ的范围为0.08~3°。
使用Bruker AXS公司制的分析软件(SAXS Ver.4.1.29)对测定结果进行分析,得到小角X射线小角散射光谱。
另外,关于使用了未投入溶胀样品的石英池的空白测定,与上述同样地进行。
使用各测定中得到的测定值,将溶胀样品的小角X射线散射的测定中使用的X射线的波数作为横轴,将从溶胀样品的利用小角X射线散射测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度作为纵轴,制成将溶胀样品的小角X射线散射的测定值绘制而得到的图。对于得到的图,用上述式(A)进行拟合,由此,得到不均匀结构域尺寸Ξ。
关于拟合的范围,在的范围内进行。
拟合的初始值为
[实施例1]
下述的聚硅氧烷树脂A(Mw=3500)、低分子聚硅氧烷(Mw<1000)及烷氧基聚硅氧烷低聚物(改性用聚硅氧烷,Mw=3400)均为“缩合型聚硅氧烷树脂”。烷氧基聚硅氧烷低聚物属于本说明书中的“低聚物B”。低分子聚硅氧烷属于本说明书中的“低聚物C”。
对于烷氧基聚硅氧烷低聚物而言,存在于重均分子量为7500以上的区域的峰的总面积相对于全部峰的总面积而言为20%以上,存在于重均分子量为1000以下的区域的峰的总面积相对于全部峰的总面积而言为30%以上。
将聚硅氧烷树脂A中包含的结构单元示于表1。将低分子聚硅氧烷中包含的结构单元示于表2。烷氧基聚硅氧烷低聚物包含95%以上由表3所示的结构单元构成的树脂。
(聚硅氧烷树脂A)
[表1]
(低分子聚硅氧烷)
[表2]
(烷氧基聚硅氧烷低聚物)
[表3]
表1~3所示的各缩合型聚硅氧烷树脂的结构单元的存在比率为基于在下述条件下测定的溶液NMR的测定结果算出的值。
<1H-NMR测定条件>
装置名:JEOL RESONANCE公司制ECA-500
观测核:1H
观测频率:500.16MHz
测定温度:室温
测定溶剂:DMSO-d6
脉冲宽度:6.60μsec(45°)
脉冲重复时间:7.0sec
累积次数:16次
试样浓度(试样/测定溶剂):300mg/0.6ml
<29Si-NMR测定条件>
装置名:Agilent公司制400-MR
观测核:29Si
观测频率:79.42MHz
测定温度:室温
测定溶剂:CDCl3
脉冲宽度:8.40μsec(45°)
脉冲重复时间:15.0sec
累积次数:4000次
试样浓度(试样/测定溶剂):300mg/0.6ml
向设置在油浴内的烧瓶内,添加789.60g的聚硅氧烷树脂A、96.00g的乙酸丙酯、和314.40g的异丙醇,于80℃进行搅拌,由此,将聚硅氧烷树脂A溶解于溶剂中。
向得到的溶液中添加8.47g的低分子聚硅氧烷、和75.08g的烷氧基聚硅氧烷低聚物,进行1小时以上搅拌,由此,将低分子聚硅氧烷及烷氧基聚硅氧烷低聚物溶解于溶剂中。
向得到的溶液中添加274.49g的乙酸2-丁氧基乙酯、和0.22g的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂)。
将得到的混合物设置于蒸发器,使该混合物的温度为85℃,使蒸发器的减压度为2.0kPa,制成该条件后,馏去乙酸丙酯及异丙醇,使该混合物中的乙酸丙酯及异丙醇的合计浓度达到1质量%以下。
向得到的混合物100质量份中,添加2质量份固化用催化剂(含有15质量%磷酸),然后,进行充分搅拌,由此,得到聚硅氧烷树脂组合物。
对得到的聚硅氧烷树脂组合物实施分步固化(step cure),从室温(25℃)阶段性地加热至80℃、125℃、180℃,于80℃保持30分钟,于125℃保持30分钟,于180℃保持60分钟,由此使其固化。具体而言,以1.4℃/分钟从室温(25℃)升温至80℃,于80℃保持30分钟。接下来,以4.5℃/分钟升温至125℃,于125℃保持30分钟。接下来,以5.5℃/分钟升温至180℃,于180℃保持60分钟。
然后,经100分钟,从180℃放置冷却至25℃,由此得到固化物。
得到的固化物的固体29Si-NMR测定中,确认了归属于T体的硅原子的峰。
关于得到的固化物,由SAXS测定的结果制成SAXS曲线。将SAXS曲线示于图8。图8中,横轴Q表示小角X射线散射的测定中使用的X射线的波数(单位:)。纵轴I表示从缩合型聚硅氧烷树脂固化物的利用小角X射线散射测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度。由制成的SAXS曲线,确认了不均匀结构域尺寸Ξ为
关于得到的固化物,无开裂,耐开裂性良好。
关于得到的固化物,弯曲强度为35MPa,弯曲变形为5%,强度良好。
关于得到的固化物,肖氏D硬度为73,良好。
关于得到的固化物,透过率为92%,良好。
关于得到的固化物,于250℃实施100小时的耐热性试验。耐热性试验后的固化物的外观中,未确认到褶皱、开裂的发生。另外,耐热试验后的固化物的透过率为92%,维持了透明性。
[实施例2]
除了关于实施例1中的聚硅氧烷树脂组合物的热固化条件、使从125℃至180℃的升温速率为0.1℃/分钟之外,与实施例1同样地,得到固化物。
得到的固化物的固体29Si-NMR测定中,确认了归属于T体的硅原子的峰。
关于得到的固化物,由SAXS测定的结果制成SAXS曲线。将制成的SAXS曲线示于图8。由制成的SAXS曲线,确认了不均匀结构域尺寸Ξ为
关于得到的固化物,无开裂,耐开裂性良好。
关于得到的固化物,弯曲强度为28MPa,弯曲变形为5%,强度良好。
关于得到的固化物,肖氏D硬度为76,良好。
关于得到的固化物,透过率为92%,良好。
关于得到的固化物,于250℃实施100小时的耐热性试验。耐热性试验后的固化物的外观中,未确认到褶皱、开裂的发生。另外,耐热性试验后的固化物的透过率为92%,维持了透明性。
[实施例3]
将下述的聚硅氧烷树脂B(Mw=3500)中包含的结构单元示于表4。表4所示的聚硅氧烷树脂B的结构单元的存在比率是基于上述的溶液NMR的测定结果算出的值。聚硅氧烷树脂B属于本说明书中的“缩合型聚硅氧烷树脂”。
(聚硅氧烷树脂B)
[表4]
向烧瓶内添加80质量份聚硅氧烷树脂、和20质量份乙酸2-丁氧基乙酯,进行搅拌,得到混合物。然后,向100质量份得到的混合物中,添加2质量份固化用催化剂(含有15质量%磷酸),进行充分搅拌,由此得到聚硅氧烷树脂组合物。
通过在与实施例2中的聚硅氧烷树脂组合物的热固化条件相同的条件下使得到的聚硅氧烷树脂组合物进行热固化,从而得到固化物。
得到的固化物的固体29Si-NMR测定中,确认了归属于T体的硅原子的峰。
关于得到的固化物,由SAXS测定的结果制成SAXS曲线。由制成的SAXS曲线,确认了不均匀结构域尺寸Ξ为
关于得到的固化物,无开裂,耐开裂性良好。
关于得到的固化物,弯曲强度为35MPa,弯曲变形为5.0%,强度良好。
关于得到的固化物,肖氏D硬度为74,良好。
关于得到的固化物,透过率为92%,良好。
关于得到的固化物,于250℃实施100小时的耐热性试验。耐热性试验后的固化物的外观中,未确认到褶皱、开裂的发生。另外,耐热性试验后的固化物的透过率为92%,维持了透明性。
[比较例1]
将80质量份聚硅氧烷树脂B和20质量份乙酸2-丁氧基乙酯搅拌混合,得到聚硅氧烷树脂组合物。
将得到的聚硅氧烷组合物从室温加热至150℃,于150℃保持5小时,由此使其进行热固化。具体而言,以3℃/分钟从25℃(室温)升温至40℃,于40℃保持10分钟。接下来,以4℃/分钟升温至150℃,于150℃保持5小时。然后,经2小时放置冷却至室温,由此得到固化物。
得到的固化物的固体29Si-NMR测定中,确认了归属于T体的硅原子的峰。
关于得到的固化物,由SAXS测定的结果制成SAXS曲线。将制成的SAXS曲线示于图8。由制成的SAXS曲线,确认了不均匀结构域尺寸Ξ为
关于得到的固化物,有开裂,耐开裂性不良。
对于得到的固化物而言,弯曲强度、肖氏D硬度及透过率不是能够测定的大小。
由以上可知,本发明的固化物是有用的。
产业上的可利用性
通过本发明,可提供兼具高硬度、高开裂耐性和高耐热性的固化物。另外,可提供以该固化物为形成材料的波长转换片材、发光装置、密封用构件及半导体发光装置。
附图标记的说明
10...聚硅氧烷树脂
30...波长转换片材
40...聚合物
50...填料
60...光源
70...基板
80...发光元件
100,1000,1100...发光装置
110...基板
120...半导体激光器元件(光源)
130...导光部
140...波长转换片材
150...反射镜
160...激光
170...白色光
180...光纤
190...透明支持体
200...半导体发光装置
210...基板
220...半导体发光元件
230...密封用构件230
L1...光
L2...转换光
Claims (13)
1.固化物,其包含缩合型聚硅氧烷树脂固化物,且满足下述(1)及(2),
(1)所述缩合型聚硅氧烷树脂固化物的固体29Si-核磁共振谱中,存在归属于T体的硅原子的峰,
其中,所谓T体的硅原子,是指与3个氧原子键合的硅原子,
(2)下述的不均匀结构域尺寸为以上,
其中,不均匀结构域尺寸是指通过以下方式得到的值:
针对将所述缩合型聚硅氧烷树脂固化物含浸于四氢呋喃中使其溶胀而得到的试样的小角X射线散射的测定值,
将小角X射线散射的测定中使用的X射线的波数作为横轴,将从利用小角X射线散射测得的测定散射强度减去空白散射而得到的散射强度作为纵轴,进行绘制从而得到图,针对所得到的图,
用下述式(A)进行拟合,
[数学式1]
其中,三表示网格尺寸,Ξ表示不均匀结构域尺寸,I(q)表示散射强度,q表示波数,A及B表示拟合常数。
2.如权利要求1所述的固化物,其中,相对于所述缩合型聚硅氧烷树脂固化物中包含的全部硅原子而言,所述T体的硅原子的比例为50摩尔%以上。
3.如权利要求2所述的固化物,其中,相对于所述缩合型聚硅氧烷树脂固化物中包含的全部硅原子而言,T3硅原子的比例为50摩尔%以上,
其中,所谓T3硅原子,是指T体的硅原子中、3个氧原子均与其他硅原子键合的硅原子。
4.如权利要求1~3中任一项所述的固化物,其中,所述缩合型聚硅氧烷树脂固化物包含式(A1)、式(A1’)、式(A2)或式(A3)表示的结构单元,
[化学式1]
式(A1)、式(A1’)、式(A2)及式(A3)中,
R1表示碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基,
R2表示碳原子数为1~4的烷氧基或羟基,
存在有多个的R1及R2各自可以相同也可以不同。
5.如权利要求4所述的固化物,其中,所述R1为甲基,
所述R2为碳原子数为1~3的烷氧基或羟基,存在有多个的R2可以相同也可以不同。
6.如权利要求1~5中任一项所述的固化物,其中,在所述缩合型聚硅氧烷树脂固化物中分散有填料。
7.如权利要求6所述的固化物,其中,所述填料为波长转换材料。
8.如权利要求7所述的固化物,其中,所述波长转换材料为荧光体。
9.波长转换片材,其将权利要求7或8所述的固化物作为形成材料。
10.发光装置,其具有:
射出光的光源;和
被配置在从所述光源射出的光入射的位置的权利要求9所述的波长转换片材。
11.密封用构件,其将权利要求1~8中任一项所述的固化物作为形成材料。
12.半导体发光装置,其具有:
基材;
被配置在所述基材上的半导体发光元件;和
将所述半导体发光元件的至少一部分密封的密封用构件,
所述密封用构件为权利要求11所述的密封用构件。
13.如权利要求12所述的半导体发光装置,其中,所述半导体发光元件的发光波长为400nm以下。
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