JP2012193235A - Coating material for optical semiconductor device and optical semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光半導体装置において光半導体素子の表面上にコーティング層を形成するために用いられる光半導体装置用コーティング材料、並びに該光半導体装置用コーティング材料を用いた光半導体装置に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor device coating material used for forming a coating layer on the surface of an optical semiconductor element in an optical semiconductor device, and an optical semiconductor device using the optical semiconductor device coating material.
発光ダイオード(LED)装置などの光半導体装置の消費電力は低く、かつ寿命は長い。また、光半導体装置は、過酷な環境下でも使用され得る。従って、光半導体装置は、携帯電話用バックライト、液晶テレビ用バックライト、自動車用ランプ、照明器具及び看板などの幅広い用途で使用されている。 An optical semiconductor device such as a light emitting diode (LED) device has low power consumption and long life. Moreover, the optical semiconductor device can be used even in a harsh environment. Accordingly, optical semiconductor devices are used in a wide range of applications such as mobile phone backlights, liquid crystal television backlights, automobile lamps, lighting fixtures, and signboards.
光半導体装置に用いられている発光素子である光半導体素子(例えばLED)が大気と直接触れると、大気中の水分又は浮遊するごみ等により、光半導体素子の発光特性が急速に低下する。このため、上記光半導体素子は、通常、光半導体装置用封止剤により封止されている。 When an optical semiconductor element (for example, an LED), which is a light emitting element used in an optical semiconductor device, is in direct contact with the atmosphere, the light emission characteristics of the optical semiconductor element rapidly deteriorate due to moisture in the atmosphere or floating dust. For this reason, the said optical semiconductor element is normally sealed with the sealing compound for optical semiconductor devices.
光半導体装置において、封止剤等として用いられる硬化性オルガノポリシロキサン組成物が、下記の特許文献1に記載されている。下記の特許文献1に記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、下記平均単位式(101)で示され、1分子中に少なくとも2個の脂肪族不飽和基を有するオルガノポリシロキサンと、下記平均単位式(102)で示され、1分子中に少なくとも2個の珪素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、特定のラジカル共重合体と、ヒドロシリル化反応触媒とを含む。 A curable organopolysiloxane composition used as a sealant or the like in an optical semiconductor device is described in Patent Document 1 below. The curable organopolysiloxane composition described in the following Patent Document 1 is represented by the following average unit formula (101), and has the following average polyorganosiloxane having at least two aliphatic unsaturated groups in one molecule: An organohydrogenpolysiloxane represented by the unit formula (102) having at least two silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule, a specific radical copolymer, and a hydrosilylation reaction catalyst are included.
RaSiO(4−a)/2 ・・・式(101) R a SiO (4-a) / 2 Formula (101)
上記式(101)中、Rは、炭素原子数1〜10の非置換又はハロゲン置換1価炭化水素基であり、aは0.5≦a≦2.2の正数であり、分子中の全Rの20モル%以上がフェニル基である。 In the above formula (101), R is an unsubstituted or halogen-substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a is a positive number of 0.5 ≦ a ≦ 2.2, 20 mol% or more of the total R is a phenyl group.
R1 bHcSiO(4−b−c)/2 ・・・式(102) R 1 b H c SiO (4-b-c) / 2 Formula (102)
上記式(102)中、R1は炭素原子数1〜10の非置換又はハロゲン置換1価炭化水素基であり、b、cはそれぞれ0.002<c<1、1.0<b<2.2かつ1.0<(b+c)<3.0を満足する正数である。 In the above formula (102), R 1 is an unsubstituted or halogen-substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and b and c are 0.002 <c <1, 1.0 <b <2, respectively. .2 and 1.0 <(b + c) <3.0.
特許文献1には、硬化性オルガノポリシロキサン組成物の屈折率と光透過率とが高いことから、光半導体素子、光半導体部材の封止剤、接着剤、ポッティング剤、保護コーティング剤、アンダーフィル剤等として有用であることが記載されている。一方で、特許文献1には、保護コーティング剤の具体的な使用方法については特に記載されていない。特許文献1では、具体的には、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を光半導体装置用封止剤として用いることが記載されているにすぎない。 In Patent Document 1, since the refractive index and light transmittance of the curable organopolysiloxane composition are high, an optical semiconductor element, an optical semiconductor member sealant, an adhesive, a potting agent, a protective coating agent, an underfill It is described that it is useful as an agent or the like. On the other hand, Patent Document 1 does not particularly describe a specific method of using the protective coating agent. Specifically, Patent Document 1 merely describes the use of a curable organopolysiloxane composition as an encapsulant for optical semiconductor devices.
特許文献1に記載のような硬化性オルガノポリシロキサン組成物を封止剤として用いた従来の光半導体装置では、光半導体装置から発せられる光の色が部分的に異なることがある。 In a conventional optical semiconductor device using a curable organopolysiloxane composition as described in Patent Document 1 as a sealant, the color of light emitted from the optical semiconductor device may be partially different.
本発明の目的は、光半導体素子の表面上にコーティング層を形成するために用いられ、光半導体装置から発せられる光の色の安定性を高めることができる光半導体装置用コーティング材料、並びに該光半導体装置用コーティング材料を用いた光半導体装置を提供することである。 An object of the present invention is to form a coating layer on the surface of an optical semiconductor element, and to improve the stability of the color of light emitted from the optical semiconductor device. An optical semiconductor device using a coating material for a semiconductor device is provided.
本発明の限定的な目的は、過酷な環境下で使用されても、コーティング材料により形成されたコーティング層にクラック又は剥離を生じ難くすることができる半導体装置用コーティング材料、並びに該光半導体装置用コーティング材料を用いた光半導体装置を提供することである。 A limited object of the present invention is to provide a coating material for a semiconductor device that can hardly cause cracking or peeling in a coating layer formed of the coating material even when used in a harsh environment, and the optical semiconductor device. An optical semiconductor device using a coating material is provided.
本発明の広い局面によれば、光半導体素子の表面上にコーティング層を形成するために用いられる光半導体装置用コーティング材料であって、アルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンと、酸化珪素粒子と、ヒドロシリル化反応用触媒とを含む、光半導体装置用コーティング材料が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, there is provided a coating material for an optical semiconductor device used for forming a coating layer on the surface of an optical semiconductor element, the first organopolysiloxane having an alkenyl group, and a silicon atom. There is provided a coating material for an optical semiconductor device comprising a second organopolysiloxane having bonded hydrogen atoms, silicon oxide particles, and a hydrosilylation reaction catalyst.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料のある特定の局面では、蛍光体がさらに含まれている。 In a specific aspect of the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention, a phosphor is further included.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料の他の特定の局面では、有機溶剤がさらに含まれている。該有機溶剤は、芳香族系炭化水素類の有機溶剤であることが好ましい。 In another specific aspect of the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention, an organic solvent is further included. The organic solvent is preferably an aromatic hydrocarbon organic solvent.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料の別の特定の局面では、上記第1のオルガノポリシロキサンが、アリール基及びアルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンであり、上記第2のオルガノポリシロキサンが、アリール基及び珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンである。 In another specific aspect of the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention, the first organopolysiloxane is a first organopolysiloxane having an aryl group and an alkenyl group, and the second organopolysiloxane. Is a second organopolysiloxane having an aryl group and a hydrogen atom bonded to a silicon atom.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料のさらに別の特定の局面では、上記第1のオルガノポリシロキサンが、下記式(1)で表され、かつアリール基及びアルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンであり、上記第2のオルガノポリシロキサンが、下記式(51)で表され、かつアリール基及び珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンである。 In still another specific aspect of the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention, the first organopolysiloxane is represented by the following formula (1) and has an aryl group and an alkenyl group. It is siloxane, and the second organopolysiloxane is a second organopolysiloxane represented by the following formula (51) and having a hydrogen atom bonded to an aryl group and a silicon atom.
上記式(1)中、a、b及びcは、a/(a+b+c)=0〜0.50、b/(a+b+c)=0.40〜1.0及びc/(a+b+c)=0〜0.50を満たし、R1〜R6は、少なくとも1個がアリール基を表し、少なくとも1個がアルケニル基を表し、アリール基及びアルケニル基以外のR1〜R6は、炭素数1〜8の炭化水素基を表す。 In the above formula (1), a, b and c are a / (a + b + c) = 0 to 0.50, b / (a + b + c) = 0.40 to 1.0 and c / (a + b + c) = 0 to 0. 50, R1 to R6 represent at least one aryl group, at least one represents an alkenyl group, and R1 to R6 other than the aryl group and the alkenyl group represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. .
上記式(51)中、p、q及びrは、p/(p+q+r)=0.05〜0.50、q/(p+q+r)=0.05〜0.50及びr/(p+q+r)=0.20〜0.80を満たし、R51〜R56は、少なくとも1個がアリール基を表し、少なくとも1個が珪素原子に結合した水素原子を表し、アリール基及び珪素原子に結合した水素原子以外のR51〜R56は、炭素数1〜8の炭化水素基を表す。 In the above formula (51), p, q and r are p / (p + q + r) = 0.05 to 0.50, q / (p + q + r) = 0.05 to 0.50 and r / (p + q + r) = 0. 20 to 0.80 are satisfied, R51 to R56 each represent at least one aryl group, at least one represents a hydrogen atom bonded to a silicon atom, and R51 to R51 other than an aryl group and a hydrogen atom bonded to a silicon atom R56 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料のさらに別の特定の局面では、上記第1のオルガノポリシロキサン及び上記第2のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X)より求められるアリール基の含有比率がそれぞれ、30モル%以上、70モル%以下である。 In still another specific aspect of the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention, the content ratios of aryl groups obtained from the following formula (X) in the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane are respectively 30 mol% or more and 70 mol% or less.
アリール基の含有比率(モル%)=(上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X) Aryl group content ratio (mol%) = (average number of aryl groups per molecule of the first organopolysiloxane or the second organopolysiloxane × the molecular weight of the aryl group / the first organopolysiloxane) Number average molecular weight of siloxane or second organopolysiloxane) × 100 Formula (X)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料の他の特定の局面では、酸化珪素粒子がさらに含まれている。 In another specific aspect of the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention, silicon oxide particles are further included.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、光半導体素子の表面上にコーティング層を形成するために用いられ、該コーティング層は封止剤により封止される光半導体装置用コーティング材料であることが好ましい。また、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、光半導体素子の表面上に厚み5μm以上、200μm以下のコーティング層を形成するために用いられる光半導体装置用コーティング材料であることが好ましい。さらに、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、光半導体素子の表面上にスプレー塗布され、光半導体素子の表面上にコーティング層を形成するために用いられる光半導体装置用コーティング材料であることが好ましい。 The coating material for an optical semiconductor device according to the present invention is used for forming a coating layer on the surface of an optical semiconductor element, and the coating layer is a coating material for an optical semiconductor device sealed with a sealing agent. Is preferred. In addition, the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention is preferably a coating material for an optical semiconductor device used for forming a coating layer having a thickness of 5 μm or more and 200 μm or less on the surface of the optical semiconductor element. Furthermore, the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention is a coating material for an optical semiconductor device that is spray-coated on the surface of the optical semiconductor element and used to form a coating layer on the surface of the optical semiconductor element. Is preferred.
本発明に係る光半導体装置は、光半導体素子と、該光半導体素子の表面上に配置されたコーティング層とを備えており、該コーティング層が、本発明に従って構成された光半導体装置用コーティング材料により形成されている。 An optical semiconductor device according to the present invention includes an optical semiconductor element and a coating layer disposed on the surface of the optical semiconductor element, and the coating layer is configured according to the present invention. It is formed by.
本発明に係る光半導体装置のある特定の局面では、上記光半導体素子と上記コーティング層とを封止している封止剤がさらに備えられる。 In a specific aspect of the optical semiconductor device according to the present invention, a sealing agent that seals the optical semiconductor element and the coating layer is further provided.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、アルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンと、酸化珪素粒子と、ヒドロシリル化反応用触媒とを含むので、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料を用いて光半導体素子の表面上にコーティング層を形成することにより、光半導体装置から発せられる光の色の安定性を高めることができる。 A coating material for an optical semiconductor device according to the present invention includes a first organopolysiloxane having an alkenyl group, a second organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom, silicon oxide particles, and a hydrosilylation reaction. And the formation of a coating layer on the surface of the optical semiconductor element using the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention can improve the stability of the color of light emitted from the optical semiconductor device. it can.
以下、本発明の詳細を説明する。 Details of the present invention will be described below.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、アルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンと、酸化珪素粒子と、ヒドロシリル化反応用触媒とを含む。 A coating material for an optical semiconductor device according to the present invention includes a first organopolysiloxane having an alkenyl group, a second organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom, silicon oxide particles, and a hydrosilylation reaction. And a catalyst.
上記組成を有する光半導体装置用コーティング材料を用いて、光半導体素子の表面にコーティング層を形成することによって、光半導体装置から発せられる光の色の安定性を高めることができる。 By forming a coating layer on the surface of the optical semiconductor element using the coating material for an optical semiconductor device having the above composition, the stability of the color of light emitted from the optical semiconductor device can be enhanced.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、光半導体素子の表面上にコーティング層を形成するために用いられ、該コーティング層は封止剤により封止される光半導体装置用コーティング材料であることが好ましい。上記コーティング層を形成した後、光半導体素子とコーティング層とを封止剤により封止することにより、光半導体装置から発せられる光の色を、より一層安定化することができる。 The coating material for an optical semiconductor device according to the present invention is used for forming a coating layer on the surface of an optical semiconductor element, and the coating layer is a coating material for an optical semiconductor device sealed with a sealing agent. Is preferred. After the coating layer is formed, the color of light emitted from the optical semiconductor device can be further stabilized by sealing the optical semiconductor element and the coating layer with a sealing agent.
また、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、光半導体素子の表面上に厚み5μm以上、200μm以下のコーティング層を形成するために用いられる光半導体装置用コーティング材料であることが好ましい。このような厚みのコーティング層を形成すれば、光半導体装置から発せられる光の色の安定性をより一層良好にすることができる。上記コーティング層の厚みは、より好ましくは10μm以上、より好ましくは150μm以下である。 In addition, the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention is preferably a coating material for an optical semiconductor device used for forming a coating layer having a thickness of 5 μm or more and 200 μm or less on the surface of the optical semiconductor element. When the coating layer having such a thickness is formed, the stability of the color of light emitted from the optical semiconductor device can be further improved. The thickness of the coating layer is more preferably 10 μm or more, and more preferably 150 μm or less.
さらに、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、光半導体素子の表面上にスプレー塗布され、光半導体素子の表面上にコーティング層を形成するために用いられる光半導体装置用コーティング材料であることが好ましい。このようなスプレー塗布によりコーティング層を形成することで、コーティング層を均一にむらなく形成することが容易になる。この結果、光半導体装置から発せられる光の色の安定性をより一層高めることができる。なお、光半導体素子を封止するための封止剤は、一般にスプレー塗布されない。本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、光半導体装置用封止剤とは異なる。 Furthermore, the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention is a coating material for an optical semiconductor device that is spray-coated on the surface of the optical semiconductor element and used to form a coating layer on the surface of the optical semiconductor element. Is preferred. By forming the coating layer by such spray application, it becomes easy to form the coating layer uniformly and without unevenness. As a result, the stability of the color of light emitted from the optical semiconductor device can be further enhanced. In general, the sealant for sealing the optical semiconductor element is not sprayed. The coating material for optical semiconductor devices according to the present invention is different from the encapsulant for optical semiconductor devices.
コーティング層のガスバリア性を高め、更に光半導体装置が加熱と冷却とを繰り返し受ける過酷な環境で使用されても、コーティング層にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサンは、アリール基及びアルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。コーティング層のガスバリア性を高め、更に光半導体装置が加熱と冷却とを繰り返し受ける過酷な環境で使用されても、コーティング層にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、上記第2のオルガノポリシロキサンは、アリール基及び珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。 From the viewpoint of enhancing the gas barrier property of the coating layer and further making the coating layer less susceptible to cracking or peeling even when used in a harsh environment where the optical semiconductor device is repeatedly subjected to heating and cooling, the first organo The polysiloxane is preferably a first organopolysiloxane having an aryl group and an alkenyl group. From the viewpoint of enhancing the gas barrier property of the coating layer and further making it difficult to generate cracks or peeling in the coating layer even when the optical semiconductor device is used in harsh environments that are repeatedly subjected to heating and cooling, the second organo The polysiloxane is preferably a second organopolysiloxane having an aryl group and a hydrogen atom bonded to a silicon atom.
光半導体装置が加熱と冷却とを繰り返し受ける過酷な環境で使用されても、コーティング層にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサン及び上記第2のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X)より求められるアリール基の含有比率がそれぞれ、30モル%以上、70モル%以下であることが好ましい。 Even if the optical semiconductor device is used in a harsh environment that is repeatedly subjected to heating and cooling, the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane are used from the viewpoint of making the coating layer more difficult to crack or peel off. It is preferable that the content ratio of the aryl group calculated | required from the following formula (X) in siloxane is 30 mol% or more and 70 mol% or less, respectively.
アリール基の含有比率(モル%)=(上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X) Aryl group content ratio (mol%) = (average number of aryl groups per molecule of the first organopolysiloxane or the second organopolysiloxane × the molecular weight of the aryl group / the first organopolysiloxane) Number average molecular weight of siloxane or second organopolysiloxane) × 100 Formula (X)
(第1のオルガノポリシロキサン)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料に含まれている第1のオルガノポリシロキサンは、アルケニル基を有する。ガスバリア性を高め、更に過酷な環境で使用されても、コーティング層にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、第1のオルガノポリシロキサンは、アリール基及びアルケニル基を有することが好ましい。上記アリール基としては、無置換のフェニル基及び置換フェニル基が挙げられる。第1のオルガノポリシロキサンは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(First organopolysiloxane)
The first organopolysiloxane contained in the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention has an alkenyl group. The first organopolysiloxane preferably has an aryl group and an alkenyl group from the viewpoint of enhancing the gas barrier property and making the coating layer more difficult to crack or peel even when used in a harsh environment. As said aryl group, an unsubstituted phenyl group and a substituted phenyl group are mentioned. As for 1st organopolysiloxane, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記第1のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子を有さないことが好ましい。上記第1のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアルケニル基を有することが好ましく、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアリール基及びアルケニル基を有することがより好ましい。 The first organopolysiloxane preferably does not have a hydrogen atom bonded to a silicon atom. The first organopolysiloxane does not have a hydrogen atom bonded to a silicon atom and preferably has an alkenyl group, does not have a hydrogen atom bonded to a silicon atom, and has an aryl group and an alkenyl group. It is more preferable.
ガスバリア性を高め、更に過酷な環境で使用されても、コーティング層にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサンは、下記式(1)で表され、かつアリール基及びアルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。但し、上記第1のオルガノポリシロキサンとして、下記式(1)で表される第1のオルガノポリシロキサン以外の第1のオルガノポリシロキサンを用いてもよい。 The first organopolysiloxane is represented by the following formula (1) from the viewpoint of enhancing the gas barrier properties and making the coating layer more difficult to crack or peel even when used in a harsh environment. A first organopolysiloxane having an aryl group and an alkenyl group is preferred. However, as the first organopolysiloxane, a first organopolysiloxane other than the first organopolysiloxane represented by the following formula (1) may be used.
上記式(1)中、a、b及びcは、a/(a+b+c)=0〜0.50、b/(a+b+c)=0.40〜1.0及びc/(a+b+c)=0〜0.50を満たし、R1〜R6は、少なくとも1個がアリール基を表し、R4〜R6は少なくとも1個がアルケニル基を表し、アリール基及びアルケニル基以外のR1〜R6は、炭素数1〜8の炭化水素基を表す。なお、上記式(1)中、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位及び(R6SiO3/2)で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。 In the above formula (1), a, b and c are a / (a + b + c) = 0 to 0.50, b / (a + b + c) = 0.40 to 1.0 and c / (a + b + c) = 0 to 0. 50, R1 to R6 each represents at least one aryl group, R4 to R6 each represents at least one alkenyl group, and R1 to R6 other than the aryl group and the alkenyl group are carbon atoms having 1 to 8 carbon atoms. Represents a hydrogen group. In the above formula (1), the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) and the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) each may have an alkoxy group, You may have.
上記式(1)は平均組成式を示す。上記式(1)における炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。上記式(1)中のR1〜R6は同一であってもよく、異なっていてもよい。 The above formula (1) shows an average composition formula. The hydrocarbon group in the above formula (1) may be linear or branched. R1 to R6 in the above formula (1) may be the same or different.
上記式(1)中、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位における酸素原子部分、(R6SiO3/2)で表される構造単位における酸素原子部分はそれぞれ、シロキサン結合を形成している酸素原子部分、アルコキシ基の酸素原子部分、又はヒドロキシ基の酸素原子部分を示す。 In the above formula (1), the oxygen atom part in the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) and the oxygen atom part in the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) each form a siloxane bond. An oxygen atom part, an oxygen atom part of an alkoxy group, or an oxygen atom part of a hydroxy group is shown.
なお、一般に、上記式(1)の各構造単位において、アルコキシ基の含有量は少なく、更にヒドロキシ基の含有量も少ない。これは、一般に、第1のオルガノポリシロキサンを得るために、アルコキシシラン化合物などの有機珪素化合物を加水分解し、重縮合させると、アルコキシ基及びヒドロキシ基の多くは、シロキサン結合の部分骨格に変換されるためである。すなわち、アルコキシ基の酸素原子及びヒドロキシ基の酸素原子の多くは、シロキサン結合を形成している酸素原子に変換される。上記式(1)の各構造単位がアルコキシ基又はヒドロキシ基を有する場合には、シロキサン結合の部分骨格に変換されなかった未反応のアルコキシ基又はヒドロキシ基がわずかに残存していることを示す。後述の式(51)の各構造単位がアルコキシ基又はヒドロキシ基を有する場合に関しても、同様のことがいえる。 In general, in each structural unit of the above formula (1), the content of alkoxy groups is small, and the content of hydroxy groups is also small. Generally, when an organosilicon compound such as an alkoxysilane compound is hydrolyzed and polycondensed to obtain a first organopolysiloxane, most of the alkoxy groups and hydroxy groups are converted into a partial skeleton of siloxane bonds. It is to be done. That is, most of oxygen atoms of the alkoxy group and oxygen atoms of the hydroxy group are converted into oxygen atoms forming a siloxane bond. When each structural unit of the above formula (1) has an alkoxy group or a hydroxy group, it indicates that a slight amount of unreacted alkoxy group or hydroxy group that has not been converted into a partial skeleton of a siloxane bond remains. The same applies to the case where each structural unit of formula (51) described later has an alkoxy group or a hydroxy group.
上記式(1)中、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基及びヘキセニル基等が挙げられる。ガスバリア性をより一層高める観点からは、第1のオルガノポリシロキサンにおけるアルケニル基及び上記式(1)中のアルケニル基は、ビニル基又はアリル基であることが好ましく、ビニル基であることがより好ましい。 In the above formula (1), examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and a hexenyl group. From the viewpoint of further enhancing the gas barrier properties, the alkenyl group in the first organopolysiloxane and the alkenyl group in the above formula (1) are preferably vinyl groups or allyl groups, and more preferably vinyl groups. .
上記式(1)における炭素数1〜8の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、イソへキシル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。 It does not specifically limit as a C1-C8 hydrocarbon group in the said Formula (1), For example, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, Examples thereof include n-heptyl group, n-octyl group, isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, t-pentyl group, isohexyl group and cyclohexyl group.
上記第1のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X1)より求められるアリール基の含有比率は好ましくは30モル%以上、好ましくは70モル%以下である。このアリール基の含有比率が30モル%以上であると、ガスバリア性がより一層高くなり、コーティング層にクラック及び剥離がより一層生じ難くなる。アリール基の含有比率が70モル%以下であると、コーティング層の剥離がより一層生じ難くなる。ガスバリア性を更に一層高める観点からは、アリール基の含有比率は35モル%以上であることがより好ましい。剥離をより一層生じ難くする観点からは、アリール基の含有比率は、65モル%以下であることがより好ましい。 The content ratio of the aryl group calculated | required from the following formula (X1) in the said 1st organopolysiloxane becomes like this. Preferably it is 30 mol% or more, Preferably it is 70 mol% or less. When the content ratio of the aryl group is 30 mol% or more, the gas barrier property is further improved, and cracks and peeling are less likely to occur in the coating layer. When the content ratio of the aryl group is 70 mol% or less, the coating layer is more difficult to peel off. From the viewpoint of further enhancing the gas barrier properties, the content ratio of the aryl group is more preferably 35 mol% or more. From the viewpoint of making peeling more difficult, the aryl group content is more preferably 65 mol% or less.
アリール基の含有比率(モル%)=(第1のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/第1のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X1) Aryl group content ratio (mol%) = (average number of aryl groups contained in one molecule of the first organopolysiloxane × molecular weight of the aryl group / number average molecular weight of the first organopolysiloxane) × 100・ Formula (X1)
上記第1のオルガノポリシロキサンとして、上記式(1)で表される第1のオルガノポリシロキサンを用いる場合には、上記式(X1)中、「第1のオルガノポリシロキサン」は、「平均組成式が上記式(1)で表される第1のオルガノポリシロキサン」を示す。 When the first organopolysiloxane represented by the above formula (1) is used as the first organopolysiloxane, in the above formula (X1), the “first organopolysiloxane” “The first organopolysiloxane represented by the above formula (1)” is shown.
上記第1のオルガノポリシロキサンにおけるアリール基がフェニル基である場合には、上記式(X1)におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。 When the aryl group in the first organopolysiloxane is a phenyl group, the aryl group in the formula (X1) represents a phenyl group, and the content ratio of the aryl group represents the content ratio of the phenyl group.
上記式(1)で表される第1のオルガノポリシロキサンにおいて、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位(以下、二官能構造単位ともいう)は、下記式(1−2)で表される構造、すなわち、二官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。 In the first organopolysiloxane represented by the above formula (1), the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) (hereinafter also referred to as a bifunctional structural unit) is represented by the following formula (1-2). Or a structure in which one of the oxygen atoms bonded to the silicon atom in the bifunctional structural unit constitutes a hydroxy group or an alkoxy group.
(R4R5SiXO1/2) ・・・式(1−2) (R4R5SiXO 1/2 ) (Formula (1-2))
(R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(1−b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(1−2−b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R4及びR5で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位に含まれる。具体的には、アルコキシ基がシロキサン結合の部分骨格に変換された場合には、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(1−b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を示す。未反応のアルコキシ基が残存している場合、又はアルコキシ基がヒドロキシ基に変換された場合には、残存アルコキシ基又はヒドロキシ基を有する(R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(1−2−b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を示す。また、下記式(1−b)で表される構造単位において、Si−O−Si結合中の酸素原子は、隣接する珪素原子とシロキサン結合を形成しており、隣接する構造単位と酸素原子を共有している。従って、Si−O−Si結合中の1つの酸素原子を「O1/2」とする。 The structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (1-b), and is further represented by the following formula (1-2b). A portion surrounded by a broken line of the structural unit may be included. That is, a structural unit having a group represented by R4 and R5 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ). Specifically, when the alkoxy group is converted into a partial skeleton of a siloxane bond, the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) is a broken line of the structural unit represented by the following formula (1-b) The part enclosed by is shown. When an unreacted alkoxy group remains, or when the alkoxy group is converted to a hydroxy group, the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) having the remaining alkoxy group or hydroxy group has the following formula: The part enclosed with the broken line of the structural unit represented by (1-2-b) is shown. In the structural unit represented by the following formula (1-b), the oxygen atom in the Si—O—Si bond forms a siloxane bond with the adjacent silicon atom, and the adjacent structural unit and oxygen atom Sharing. Accordingly, one oxygen atom in the Si—O—Si bond is defined as “O 1/2 ”.
上記式(1−2)及び(1−2−b)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。上記式(1−b)、(1−2)及び(1−2−b)中のR4及びR5は、上記式(1)中のR4及びR5と同様の基である。 In the above formulas (1-2) and (1-2-b), X represents OH or OR, and OR represents a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. R4 and R5 in the above formulas (1-b), (1-2) and (1-2b) are the same groups as R4 and R5 in the above formula (1).
上記式(1)で表される第1のオルガノポリシロキサンにおいて、(R6SiO3/2)で表される構造単位(以下、三官能構造単位ともいう)は、下記式(1−3)又は(1−4)で表される構造、すなわち、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の2つがそれぞれヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造、又は、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。 In the first organopolysiloxane represented by the above formula (1), the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) (hereinafter also referred to as trifunctional structural unit) is represented by the following formula (1-3) or ( 1-4), that is, a structure in which two oxygen atoms bonded to a silicon atom in a trifunctional structural unit each constitute a hydroxy group or an alkoxy group, or a silicon atom in a trifunctional structural unit. One of the bonded oxygen atoms may contain a structure constituting a hydroxy group or an alkoxy group.
(R6SiX2O1/2) ・・・式(1−3)
(R6SiXO2/2) ・・・式(1−4)
(R6SiX 2 O 1/2 ) Formula (1-3)
(R6SiXO 2/2 ) Formula (1-4)
(R6SiO3/2)で表される構造単位は、下記式(1−c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(1−3−c)又は(1−4−c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R6で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R6SiO3/2)で表される構造単位に含まれる。 The structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (1-c), and further includes the following formula (1-3-c) or (1 The part enclosed with the broken line of the structural unit represented by -4-c) may be included. That is, a structural unit having a group represented by R6 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ).
上記式(1−3)、(1−3−c)、(1−4)及び(1−4−c)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。上記式(1−c)、(1−3)、(1−3−c)、(1−4)及び(1−4−c)中のR6は、上記式(1)中のR6と同様の基である。 In the above formulas (1-3), (1-3-c), (1-4) and (1-4-c), X represents OH or OR, and OR represents a linear or branched group. An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is represented. R6 in the above formulas (1-c), (1-3), (1-3-c), (1-4) and (1-4-c) is the same as R6 in the above formula (1). It is the basis of.
上記式(1−b)及び(1−c)、式(1−2)〜(1−4)、並びに式(1−2−b)、(1−3−c)及び(1−4−c)において、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜4のアルコキシ基としては特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基及びt−ブトキシ基が挙げられる。 The above formulas (1-b) and (1-c), formulas (1-2) to (1-4), and formulas (1-2b), (1-3-c) and (1-4- In c), the linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, an isopropoxy group, and an isobutoxy group. , Sec-butoxy group and t-butoxy group.
上記式(1)中、a/(a+b+c)は0以上、0.50以下である。a/(a+b+c)が上記上限以下であると、コーティング層の耐熱性がより一層高くなり、かつコーティング層の剥離をより一層抑制できる。上記式(1)中、a/(a+b+c)は好ましくは0.45以下、より好ましくは0.40以下である。なお、aが0であり、a/(a+b+c)が0である場合、上記式(1)中、(R1R2R3SiO1/2)の構造単位は存在しない。 In the above formula (1), a / (a + b + c) is 0 or more and 0.50 or less. When a / (a + b + c) is less than or equal to the above upper limit, the heat resistance of the coating layer is further increased, and peeling of the coating layer can be further suppressed. In the above formula (1), a / (a + b + c) is preferably 0.45 or less, more preferably 0.40 or less. When a is 0 and a / (a + b + c) is 0, there is no structural unit of (R1R2R3SiO 1/2 ) in the above formula (1).
上記式(1)中、b/(a+b+c)は0.40以上、1.0以下である。b/(a+b+c)が上記下限以上であると、コーティング層が硬くなりすぎず、コーティング層にクラックが生じ難くなる。上記式(1)中、b/(a+b+c)は好ましくは0.50以上である。 In said formula (1), b / (a + b + c) is 0.40 or more and 1.0 or less. When b / (a + b + c) is not less than the above lower limit, the coating layer does not become too hard and cracks are hardly generated in the coating layer. In the above formula (1), b / (a + b + c) is preferably 0.50 or more.
上記式(1)中、c/(a+b+c)は0以上、0.50以下である。c/(a+b+c)が上記上限以下であると、コーティング材料の適正な粘度を維持することが容易であり、密着性がより一層高くなる。上記式(1)中、c/(a+b+c)は好ましくは0.45以下、より好ましくは0.40以下、更に好ましくは0.35以下である。なお、cが0であり、c/(a+b+c)が0である場合、上記式(1)中、(R6SiO3/2)の構造単位は存在しない。 In the above formula (1), c / (a + b + c) is 0 or more and 0.50 or less. When c / (a + b + c) is not more than the above upper limit, it is easy to maintain an appropriate viscosity of the coating material, and the adhesiveness is further enhanced. In the above formula (1), c / (a + b + c) is preferably 0.45 or less, more preferably 0.40 or less, and still more preferably 0.35 or less. In addition, when c is 0 and c / (a + b + c) is 0, the structural unit of (R6SiO 3/2 ) does not exist in the above formula (1).
上記式(1)中のc/(a+b+c)は0であることが好ましい。すなわち、上記式(1)で表される第1のオルガノポリシロキサンは、下記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。これにより、コーティング層にクラックがより一層生じ難くなり、かつコーティング層の剥離がより一層生じ難くなる。 C / (a + b + c) in the above formula (1) is preferably 0. That is, the first organopolysiloxane represented by the above formula (1) is preferably the first organopolysiloxane represented by the following formula (1A). Thereby, cracks are less likely to occur in the coating layer, and peeling of the coating layer is further less likely to occur.
上記式(1A)中、a及びbは、a/(a+b)=0〜0.50及びb/(a+b)=0.50〜1.0を満たし、R1〜R5は、少なくとも1個がアリール基を表し、少なくとも1個がアルケニル基を表し、アリール基及びアルケニル基以外のR1〜R5は、炭素数1〜8の炭化水素基を表す。 In the above formula (1A), a and b satisfy a / (a + b) = 0 to 0.50 and b / (a + b) = 0.50 to 1.0, and at least one of R1 to R5 is aryl. Represents at least one alkenyl group, and R1 to R5 other than an aryl group and an alkenyl group represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
上記式(1A)中のa/(a+b)は好ましくは0.45以下、より好ましくは0.40以下である。上記式(1A)中のb/(a+b)は好ましくは0.55以上、より好ましくは0.60以上である。 A / (a + b) in the formula (1A) is preferably 0.45 or less, more preferably 0.40 or less. In the above formula (1A), b / (a + b) is preferably 0.55 or more, more preferably 0.60 or more.
上記第1のオルガノポリシロキサンについて、テトラメチルシラン(以下、TMS)を基準に29Si−核磁気共鳴分析(以下、NMR)を行うと、置換基の種類によって若干の変動は見られるものの、上記式(1)中の(R1R2R3SiO1/2)で表される構造単位に相当するピークは+10〜−5ppm付近に現れ、上記式(1)中の(R4R5SiO2/2)及び(1−2)の二官能構造単位に相当する各ピークは−10〜−50ppm付近に現れ、上記式(1)中の(R6SiO3/2)、並びに(1−3)及び(1−4)の三官能構造単位に相当する各ピークは−50〜−80ppm付近に現れる。 When the first organopolysiloxane was subjected to 29 Si-nuclear magnetic resonance analysis (hereinafter referred to as NMR) based on tetramethylsilane (hereinafter referred to as TMS), although some variation was observed depending on the type of substituent, The peak corresponding to the structural unit represented by (R1R2R3SiO 1/2 ) in formula (1) appears in the vicinity of +10 to −5 ppm, and (R4R5SiO 2/2 ) and (1-2) in formula (1) above. Each peak corresponding to the bifunctional structural unit of appears in the vicinity of −10 to −50 ppm, (R6SiO 3/2 ) in the above formula (1), and the trifunctional structure of (1-3) and (1-4) Each peak corresponding to the unit appears in the vicinity of −50 to −80 ppm.
従って、29Si−NMRを測定し、それぞれのシグナルのピーク面積を比較することによって上記式(1)中の各構造単位の比率を測定できる。 Therefore, 29 Si-NMR is measured, and the ratio of each structural unit in the above formula (1) can be measured by comparing the peak areas of the respective signals.
但し、上記TMSを基準にした29Si−NMRの測定で上記式(1)中の構造単位の見分けがつかない場合は、29Si−NMRの測定結果だけではなく、1H−NMRの測定結果を必要に応じて用いることにより、上記式(1)中の各構造単位の比率を見分けることができる。 However, in the case where the structural unit in the above formula (1) cannot be identified by the 29 Si-NMR measurement based on the TMS, not only the 29 Si-NMR measurement result but also the 1 H-NMR measurement result. Can be used to distinguish the proportion of each structural unit in the above formula (1).
(第2のオルガノポリシロキサン)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料に含まれている第2のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子を有する。水素原子は、珪素原子に直接結合している。ガスバリア性を高め、更に過酷な環境で使用されても、コーティング層にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、第2のオルガノポリシロキサンは、アリール基及び珪素原子に結合した水素原子を有することが好ましい。上記アリール基としては、無置換のフェニル基及び置換フェニル基が挙げられる。第2のオルガノポリシロキサンは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Second organopolysiloxane)
The second organopolysiloxane contained in the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention has hydrogen atoms bonded to silicon atoms. The hydrogen atom is directly bonded to the silicon atom. From the viewpoint of enhancing the gas barrier property and making the coating layer less susceptible to cracking or peeling even when used in harsh environments, the second organopolysiloxane contains hydrogen atoms bonded to aryl groups and silicon atoms. It is preferable to have. As said aryl group, an unsubstituted phenyl group and a substituted phenyl group are mentioned. As for 2nd organopolysiloxane, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
ガスバリア性を高め、更に過酷な環境で使用されても、コーティング層にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、上記第2のオルガノポリシロキサンは、下記式(51)で表され、かつアリール基及び珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。但し、上記第2のオルガノポリシロキサンとして、下記式(51)で表される第2のオルガノポリシロキサン以外の第2のオルガノポリシロキサンを用いてもよい。 The second organopolysiloxane is represented by the following formula (51) from the viewpoint of enhancing the gas barrier property and making the coating layer less liable to crack or peel even when used in a harsh environment. A second organopolysiloxane having an aryl group and a hydrogen atom bonded to a silicon atom is preferred. However, as the second organopolysiloxane, a second organopolysiloxane other than the second organopolysiloxane represented by the following formula (51) may be used.
上記式(51)中、p、q及びrは、p/(p+q+r)=0.05〜0.50、q/(p+q+r)=0.05〜0.50及びr/(p+q+r)=0.20〜0.80を満たし、R51〜R56は、少なくとも1個がアリール基を表し、少なくとも1個が珪素原子に結合した水素原子を表し、アリール基及び珪素原子に結合した水素原子以外のR51〜R56は、炭素数1〜8の炭化水素基を表す。なお、上記式(51)中、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位及び(R56SiO3/2)で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。 In the above formula (51), p, q and r are p / (p + q + r) = 0.05 to 0.50, q / (p + q + r) = 0.05 to 0.50 and r / (p + q + r) = 0. 20 to 0.80 are satisfied, R51 to R56 each represent at least one aryl group, at least one represents a hydrogen atom bonded to a silicon atom, and R51 to R51 other than an aryl group and a hydrogen atom bonded to a silicon atom R56 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. In the above formula (51), the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) and the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) may each have an alkoxy group, and have a hydroxy group. You may have.
上記式(51)は平均組成式を示す。上記式(51)における炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。上記式(51)中のR51〜R56は同一であってもよく、異なっていてもよい。 The above formula (51) represents an average composition formula. The hydrocarbon group in the above formula (51) may be linear or branched. R51 to R56 in the above formula (51) may be the same or different.
上記式(51)中、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位における酸素原子部分、(R56SiO3/2)で表される構造単位における酸素原子部分はそれぞれ、シロキサン結合を形成している酸素原子部分、アルコキシ基の酸素原子部分、又はヒドロキシ基の酸素原子部分を示す。 In the above formula (51), the oxygen atom part in the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) and the oxygen atom part in the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) each form a siloxane bond. An oxygen atom part, an oxygen atom part of an alkoxy group, or an oxygen atom part of a hydroxy group is shown.
上記式(51)における炭素数1〜8の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、イソへキシル基、シクロヘキシル基、ビニル基及びアリル基が挙げられる。 It does not specifically limit as a C1-C8 hydrocarbon group in the said Formula (51), For example, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, t-pentyl group, isohexyl group, cyclohexyl group, vinyl group and allyl group Is mentioned.
上記第2のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X51)より求められるアリール基の含有比率は好ましくは30モル%以上、好ましくは70モル%以下である。このアリール基の含有比率が30モル%以上であると、ガスバリア性がより一層高くなり、コーティング層にクラック及び剥離がより一層生じ難くなる。アリール基の含有比率が70モル%以下であると、コーティング層の剥離がより一層生じ難くなる。ガスバリア性を更に一層高める観点からは、アリール基の含有比率は35モル%以上であることがより好ましい。剥離をより一層生じ難くする観点からは、アリール基の含有比率は、65モル%以下であることがより好ましい。 The content ratio of the aryl group calculated | required from the following formula (X51) in the said 2nd organopolysiloxane becomes like this. Preferably it is 30 mol% or more, Preferably it is 70 mol% or less. When the content ratio of the aryl group is 30 mol% or more, the gas barrier property is further improved, and cracks and peeling are less likely to occur in the coating layer. When the content ratio of the aryl group is 70 mol% or less, the coating layer is more difficult to peel off. From the viewpoint of further enhancing the gas barrier properties, the content ratio of the aryl group is more preferably 35 mol% or more. From the viewpoint of making peeling more difficult, the aryl group content is more preferably 65 mol% or less.
アリール基の含有比率(モル%)=(第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X51) Content ratio of aryl group (mol%) = (average number of aryl groups contained in one molecule of second organopolysiloxane × molecular weight of aryl group / number average molecular weight of second organopolysiloxane) × 100・ Formula (X51)
上記第2のオルガノポリシロキサンとして、上記式(51)で表される第1のオルガノポリシロキサンを用いる場合には、上記式(X51)中、「第2のオルガノポリシロキサン」は、「平均組成式が上記式(51)で表される第2のオルガノポリシロキサン」を示す。 When the first organopolysiloxane represented by the formula (51) is used as the second organopolysiloxane, in the formula (X51), the “second organopolysiloxane” “The second organopolysiloxane represented by the above formula (51)” is shown.
上記第2のオルガノポリシロキサンにおけるアリール基がフェニル基である場合には、上記式(X51)におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。 When the aryl group in the second organopolysiloxane is a phenyl group, the aryl group in the formula (X51) represents a phenyl group, and the content ratio of the aryl group represents the content ratio of the phenyl group.
上記式(51)で表される第2のオルガノポリシロキサンにおいて、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位(以下、二官能構造単位ともいう)は、下記式(51−2)で表される構造、すなわち、二官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。 In the second organopolysiloxane represented by the above formula (51), the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) (hereinafter also referred to as a bifunctional structural unit) is represented by the following formula (51-2). Or a structure in which one of the oxygen atoms bonded to the silicon atom in the bifunctional structural unit constitutes a hydroxy group or an alkoxy group.
(R54R55SiXO1/2) ・・・式(51−2) (R54R55SiXO 1/2 ) Formula (51-2)
(R54R55SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(51−b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(51−2−b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R54及びR55で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位に含まれる。 The structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (51-b), and is further represented by the following formula (51-2-b). A portion surrounded by a broken line of the structural unit may be included. That is, a structural unit having a group represented by R54 and R55 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ).
上記式(51−2)及び(51−2−b)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。上記式(51−b)、(51−2)及び(51−2−b)中のR54及びR55は、上記式(51)中のR54及びR55と同様の基である。 In the above formulas (51-2) and (51-2-b), X represents OH or OR, and OR represents a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. R54 and R55 in the above formulas (51-b), (51-2) and (51-2-b) are the same groups as R54 and R55 in the above formula (51).
上記式(51)で表される第2のオルガノポリシロキサンにおいて、(R56SiO3/2)で表される構造単位(以下、三官能構造単位ともいう)は、下記式(51−3)又は(51−4)で表される構造、すなわち、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の2つがそれぞれヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造、又は、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。 In the second organopolysiloxane represented by the above formula (51), the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) (hereinafter also referred to as trifunctional structural unit) is represented by the following formula (51-3) or ( 51-4), that is, a structure in which two oxygen atoms bonded to a silicon atom in a trifunctional structural unit each constitute a hydroxy group or an alkoxy group, or a silicon atom in a trifunctional structural unit. One of the bonded oxygen atoms may contain a structure constituting a hydroxy group or an alkoxy group.
(R56SiX2O1/2) ・・・式(51−3)
(R56SiXO2/2) ・・・式(51−4)
(R56SiX 2 O 1/2 ) (Formula (51-3)
(R56SiXO 2/2 ) Formula (51-4)
(R56SiO3/2)で表される構造単位は、下記式(51−c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(51−3−c)又は(51−4−c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R56で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R56SiO3/2)で表される構造単位に含まれる。 The structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (51-c), and further includes the following formula (51-3-c) or (51 The part enclosed with the broken line of the structural unit represented by -4-c) may be included. That is, a structural unit having a group represented by R56 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ).
上記式(51−3)、(51−3−c)、(51−4)及び(51−4−c)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。上記式(51−c)、(51−3)、(51−3−c)、(51−4)及び(51−4−c)中のR56は、上記式(51)中のR56と同様の基である。 In the above formulas (51-3), (51-3-c), (51-4) and (51-4-c), X represents OH or OR, and OR represents a linear or branched group. An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is represented. R56 in the above formulas (51-c), (51-3), (51-3-c), (51-4) and (51-4-c) is the same as R56 in the above formula (51). It is the basis of.
上記式(51−b)及び(51−c)、式(51−2)〜(51−4)、並びに式(51−2−b)、(51−3−c)及び(51−4−c)において、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜4のアルコキシ基としては特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基及びt−ブトキシ基が挙げられる。 The above formulas (51-b) and (51-c), formulas (51-2) to (51-4), and formulas (51-2-b), (51-3-c) and (51-4-) In c), the linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, an isopropoxy group, and an isobutoxy group. , Sec-butoxy group and t-butoxy group.
上記式(51)中、p/(p+q+r)は0.05以上、0.50以下である。p/(p+q+r)が上記上限以下であると、コーティング層の耐熱性がより一層高くなり、かつコーティング層の剥離をより一層抑制できる。上記式(51)中、p/(p+q+r)は好ましくは0.10以上、好ましくは0.45以下である。 In said formula (51), p / (p + q + r) is 0.05-0.50. When p / (p + q + r) is less than or equal to the above upper limit, the heat resistance of the coating layer is further increased, and peeling of the coating layer can be further suppressed. In said formula (51), p / (p + q + r) becomes like this. Preferably it is 0.10 or more, Preferably it is 0.45 or less.
上記式(51)中、q/(p+q+r)は0.05以上、0.50以下である。q/(p+q+r)が上記下限以上であると、コーティング層が硬くなりすぎず、コーティング層にクラックが生じ難くなる。q/(p+q+r)が上記上限以下であると、コーティング層のガスバリア性がより一層高くなる。上記式(51)中、q/(p+q+r)は好ましくは0.10以上、より好ましくは0.45以下である。 In the above formula (51), q / (p + q + r) is 0.05 or more and 0.50 or less. When q / (p + q + r) is not less than the above lower limit, the coating layer does not become too hard and cracks are hardly generated in the coating layer. When q / (p + q + r) is not more than the above upper limit, the gas barrier property of the coating layer is further enhanced. In said formula (51), q / (p + q + r) becomes like this. Preferably it is 0.10 or more, More preferably, it is 0.45 or less.
上記式(51)中、r/(p+q+r)は0.20以上、0.80以下である。r/(p+q+r)が上記下限以上であると、コーティング層の硬度が上がり、傷及びゴミの付着を防止でき、コーティング層の耐熱性が高くなり、高温環境下でコーティング層の厚みが減少し難くなる。r/(p+q+r)が上記上限以下であると、コーティング材料の適正な粘度を維持することが容易であり、密着性がより一層高くなる。 In said formula (51), r / (p + q + r) is 0.20 or more and 0.80 or less. When r / (p + q + r) is equal to or greater than the above lower limit, the hardness of the coating layer is increased, scratches and dust can be prevented, the heat resistance of the coating layer is increased, and the thickness of the coating layer is unlikely to decrease in a high temperature environment. Become. When r / (p + q + r) is less than or equal to the above upper limit, it is easy to maintain an appropriate viscosity of the coating material, and adhesion is further enhanced.
上記第2のオルガノポリシロキサンについて、テトラメチルシラン(以下、TMS)を基準に29Si−核磁気共鳴分析(以下、NMR)を行うと、置換基の種類によって若干の変動は見られるものの、上記式(51)中の(R51R52R53SiO1/2)で表される構造単位に相当するピークは+10〜−5ppm付近に現れ、上記式(51)中の(R54R55SiO2/2)及び(51−2)の二官能構造単位に相当する各ピークは−10〜−50ppm付近に現れ、上記式(51)中の(R56SiO3/2)、並びに(51−3)及び(51−4)の三官能構造単位に相当する各ピークは−50〜−80ppm付近に現れる。 When the second organopolysiloxane was subjected to 29 Si-nuclear magnetic resonance analysis (hereinafter referred to as NMR) based on tetramethylsilane (hereinafter referred to as TMS), although some variation was observed depending on the type of substituent, The peak corresponding to the structural unit represented by (R51R52R53SiO 1/2 ) in formula (51) appears in the vicinity of +10 to −5 ppm, and (R54R55SiO 2/2 ) and (51-2) in formula (51) above. Each peak corresponding to the bifunctional structural unit of appears in the vicinity of −10 to −50 ppm, (R56SiO 3/2 ) in the above formula (51), and the trifunctional structure of (51-3) and (51-4) Each peak corresponding to the unit appears in the vicinity of −50 to −80 ppm.
従って、29Si−NMRを測定し、それぞれのシグナルのピーク面積を比較することによって上記式(51)中の各構造単位の比率を測定できる。 Therefore, the ratio of each structural unit in the above formula (51) can be measured by measuring 29 Si-NMR and comparing the peak areas of the respective signals.
但し、上記TMSを基準にした29Si−NMRの測定で上記式(51)中の構造単位の見分けがつかない場合は、29Si−NMRの測定結果だけではなく、1H−NMRの測定結果を必要に応じて用いることにより、上記式(51)中の各構造単位の比率を見分けることができる。 However, in the case where the structural unit in the formula (51) cannot be distinguished by the 29 Si-NMR measurement based on the TMS, not only the 29 Si-NMR measurement result but also the 1 H-NMR measurement result Can be used to distinguish the ratio of each structural unit in the above formula (51).
上記第1のオルガノポリシロキサン100重量部に対して、上記第2のオルガノポリシロキサンの含有量は好ましくは10重量部以上、好ましくは400重量部以下である。第1,第2のオルガノポリシロキサンの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、ガスバリア性により一層優れたコーティング層を得ることができる。ガスバリア性にさらに一層優れたコーティング層を得る観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサン100重量部に対して、上記第2のオルガノポリシロキサンの含有量はより好ましくは30重量部以上、更に好ましくは50重量部以上、より好ましくは300重量部以下、更に好ましくは200重量部以下である。 The content of the second organopolysiloxane is preferably 10 parts by weight or more and preferably 400 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the first organopolysiloxane. When the content of the first and second organopolysiloxanes is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, a coating layer more excellent in gas barrier properties can be obtained. From the viewpoint of obtaining a coating layer having further excellent gas barrier properties, the content of the second organopolysiloxane is more preferably 30 parts by weight or more, still more preferably with respect to 100 parts by weight of the first organopolysiloxane. Is 50 parts by weight or more, more preferably 300 parts by weight or less, still more preferably 200 parts by weight or less.
(第1,第2のオルガノポリシロキサンの他の性質及びその合成方法)
上記第1,第2のオルガノポリシロキサンのアルコキシ基の含有量は、好ましくは0.1モル%以上、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下である。アルコキシ基の含有量が上記下限以上であると、コーティング層の密着性が高くなる。アルコキシ基の含有量が上記上限以下であると、第1,第2のオルガノポリシロキサン及びコーティング材料の貯蔵安定性が高くなり、コーティング層の耐熱性がより一層高くなる。
(Other properties of the first and second organopolysiloxanes and synthesis methods thereof)
The content of alkoxy groups in the first and second organopolysiloxanes is preferably 0.1 mol% or more, preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less. Adhesiveness of a coating layer becomes it high that content of an alkoxy group is more than the said minimum. When the content of the alkoxy group is not more than the above upper limit, the storage stability of the first and second organopolysiloxanes and the coating material is increased, and the heat resistance of the coating layer is further increased.
上記アルコキシ基の含有量は、第1,第2のオルガノポリシロキサンの平均組成式中に含まれるアルコキシ基の量を意味する。 The content of the alkoxy group means the amount of the alkoxy group contained in the average composition formula of the first and second organopolysiloxanes.
上記第1,第2のオルガノポリシロキサンはシラノール基を含有しないほうが好ましい。第1,第2のオルガノポリシロキサンがシラノール基を含有しないと、第1,第2のオルガノポリシロキサン及びコーティング材料の貯蔵安定性が高くなる。上記シラノール基は、真空下での加熱により減少させることができる。シラノール基の含有量は、赤外分光法を用いて測定できる。 The first and second organopolysiloxanes preferably do not contain silanol groups. When the first and second organopolysiloxanes do not contain silanol groups, the storage stability of the first and second organopolysiloxanes and the coating material is increased. The silanol group can be reduced by heating under vacuum. The content of silanol groups can be measured using infrared spectroscopy.
上記第1,第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量(Mn)は、好ましくは500以上、より好ましくは800以上、更に好ましくは1000以上、好ましくは200000以下、より好ましくは100000以下である。数平均分子量が上記下限以上であると、熱硬化時に揮発成分が少なくなり、高温環境下でコーティング層の厚みが減少しにくくなる。数平均分子量が上記上限以下であると、粘度調節が容易である。 The number average molecular weight (Mn) of the first and second organopolysiloxanes is preferably 500 or more, more preferably 800 or more, still more preferably 1000 or more, preferably 200000 or less, more preferably 100000 or less. When the number average molecular weight is equal to or more than the above lower limit, the volatile components are reduced at the time of thermosetting, and the thickness of the coating layer is hardly reduced under a high temperature environment. When the number average molecular weight is not more than the above upper limit, viscosity adjustment is easy.
上記数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレンを標準物質して求めた値である。上記数平均分子量(Mn)は、Waters社製の測定装置(カラム:昭和電工社製 Shodex GPC LF−804(長さ300mm)を2本、測定温度:40℃、流速:1mL/分、溶媒:テトラヒドロフラン、標準物質:ポリスチレン)を用いて測定された値を意味する。 The number average molecular weight (Mn) is a value obtained by using polystyrene as a standard substance using gel permeation chromatography (GPC). The number average molecular weight (Mn) was measured using two measuring devices manufactured by Waters (column: Shodex GPC LF-804 (length: 300 mm) manufactured by Showa Denko KK), measuring temperature: 40 ° C., flow rate: 1 mL / min, solvent: Tetrahydrofuran, standard substance: polystyrene) means a value measured.
上記第1,第2のオルガノポリシロキサンを合成する方法としては特に限定されず、アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法、並びにクロロシラン化合物を加水分解し縮合させる方法が挙げられる。なかでも、反応の制御の観点からアルコキシシラン化合物を加水分解する方法が好ましい。 The method for synthesizing the first and second organopolysiloxanes is not particularly limited, and examples thereof include a method in which an alkoxysilane compound is hydrolyzed and subjected to a condensation reaction, and a method in which a chlorosilane compound is hydrolyzed and condensed. Especially, the method of hydrolyzing an alkoxysilane compound from a viewpoint of control of reaction is preferable.
アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法としては、例えば、アルコキシシラン化合物を、水と酸性触媒又は塩基性触媒との存在下で反応させる方法が挙げられる。また、ジシロキサン化合物を加水分解して用いてもよい。 Examples of the method for hydrolyzing and condensing the alkoxysilane compound include a method of reacting the alkoxysilane compound in the presence of water and an acidic catalyst or a basic catalyst. Further, the disiloxane compound may be hydrolyzed and used.
上記第1,第2のオルガノポリシロキサンにアリール基を導入するための有機珪素化合物としては、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル(フェニル)ジメトキシシラン、及びフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the organosilicon compound for introducing an aryl group into the first and second organopolysiloxanes include triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methyl (phenyl) dimethoxysilane, And phenyltrimethoxysilane.
上記第1のオルガノポリシロキサンにアルケニル基を導入するための有機珪素化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メトキシジメチルビニルシラン、ビニルジメチルエトキシシラン及び1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。 Examples of the organosilicon compound for introducing an alkenyl group into the first organopolysiloxane include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, methoxydimethylvinylsilane, vinyldimethylethoxysilane, and 1,3-divinyl. -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and the like.
上記第2のオルガノポリシロキサンに珪素原子に結合した水素原子を導入するための有機珪素化合物としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、及び1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。 Examples of the organosilicon compound for introducing a hydrogen atom bonded to a silicon atom into the second organopolysiloxane include trimethoxysilane, triethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, and 1,1,3, Examples include 3-tetramethyldisiloxane.
上記第1,第2のオルガノポリシロキサンを得るために用いることができる他の有機珪素化合物としては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、イソプロピル(メチル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(メチル)ジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン及びオクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of other organosilicon compounds that can be used to obtain the first and second organopolysiloxanes include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and isopropyl (methyl) dimethoxy. Examples include silane, cyclohexyl (methyl) dimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and octyltrimethoxysilane.
上記酸性触媒としては、例えば、無機酸、有機酸、無機酸の酸無水物及びその誘導体、並びに有機酸の酸無水物及びその誘導体が挙げられる。 Examples of the acidic catalyst include inorganic acids, organic acids, acid anhydrides of inorganic acids and derivatives thereof, and acid anhydrides of organic acids and derivatives thereof.
上記無機酸としては、例えば、塩酸、リン酸、ホウ酸及び炭酸が挙げられる。上記有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸及びオレイン酸が挙げられる。 Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid, and carbonic acid. Examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, fumaric acid, maleic acid and oleic acid. Is mentioned.
上記塩基性触媒としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属のアルコキシド及びアルカリ金属のシラノール化合物が挙げられる。 Examples of the basic catalyst include alkali metal hydroxides, alkali metal alkoxides, and alkali metal silanol compounds.
上記アルカリ金属の水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化セシウムが挙げられる。上記アルカリ金属のアルコキシドとしては、例えば、ナトリウム−t−ブトキシド、カリウム−t−ブトキシド及びセシウム−t−ブトキシドが挙げられる。 Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and cesium hydroxide. Examples of the alkali metal alkoxide include sodium-t-butoxide, potassium-t-butoxide, and cesium-t-butoxide.
上記アルカリ金属のシラノール化合物としては、例えば、ナトリウムシラノレート化合物、カリウムシラノレート化合物及びセシウムシラノレート化合物が挙げられる。なかでも、カリウム系触媒又はセシウム系触媒が好適である。 Examples of the alkali metal silanol compound include a sodium silanolate compound, a potassium silanolate compound, and a cesium silanolate compound. Of these, a potassium-based catalyst or a cesium-based catalyst is preferable.
(ヒドロシリル化反応用触媒)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料に含まれているヒドロシリル化反応用触媒は、上記第1のオルガノポリシロキサン中のアルケニル基と、上記第2のオルガノポリシロキサン中の珪素原子に結合した水素原子とをヒドロシリル化反応させる触媒である。
(Catalyst for hydrosilylation reaction)
The hydrosilylation reaction catalyst contained in the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention includes an alkenyl group in the first organopolysiloxane and a hydrogen bonded to a silicon atom in the second organopolysiloxane. It is a catalyst that causes a hydrosilylation reaction with atoms.
上記ヒドロシリル化反応用触媒として、ヒドロシリル化反応を進行させる各種の触媒を用いることができる。上記ヒドロシリル化反応用触媒は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 As the hydrosilylation reaction catalyst, various catalysts that cause the hydrosilylation reaction to proceed can be used. As for the said catalyst for hydrosilylation reaction, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記ヒドロシリル化反応用触媒としては、例えば、白金系触媒、ロジウム系触媒及びパラジウム系触媒等が挙げられる。コーティング層の透明性を高くすることができるため、白金系触媒が好ましい。 Examples of the hydrosilylation reaction catalyst include platinum-based catalysts, rhodium-based catalysts, and palladium-based catalysts. A platinum-based catalyst is preferable because the transparency of the coating layer can be increased.
上記白金系触媒としては、白金粉末、塩化白金酸、白金−アルケニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体及び白金−カルボニル錯体が挙げられる。特に、白金−アルケニルシロキサン錯体又は白金−オレフィン錯体が好ましい。 Examples of the platinum-based catalyst include platinum powder, chloroplatinic acid, a platinum-alkenylsiloxane complex, a platinum-olefin complex, and a platinum-carbonyl complex. In particular, a platinum-alkenylsiloxane complex or a platinum-olefin complex is preferable.
上記白金−アルケニルシロキサン錯体におけるアルケニルシロキサンとしては、例えば、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、及び1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。上記白金−オレフィン錯体におけるオレフィンとしては、例えば、アリルエーテル及び1,6−ヘプタジエン等が挙げられる。 Examples of the alkenylsiloxane in the platinum-alkenylsiloxane complex include 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5. , 7-tetravinylcyclotetrasiloxane and the like. Examples of the olefin in the platinum-olefin complex include allyl ether and 1,6-heptadiene.
上記白金−アルケニルシロキサン錯体及び白金−オレフィン錯体の安定性を向上させることができるため、上記白金−アルケニルシロキサン錯体又は白金−オレフィン錯体に、アルケニルシロキサン、オルガノシロキサンオリゴマー、アリルエーテル又はオレフィンを添加することが好ましい。上記アルケニルシロキサンは、好ましくは1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンである。上記オルガノシロキサンオリゴマーは、好ましくはジメチルシロキサンオリゴマーである。上記オレフィンは、好ましくは1,6−ヘプタジエンである。 Since the stability of the platinum-alkenylsiloxane complex and platinum-olefin complex can be improved, alkenylsiloxane, organosiloxane oligomer, allyl ether or olefin is added to the platinum-alkenylsiloxane complex or platinum-olefin complex. Is preferred. The alkenylsiloxane is preferably 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane. The organosiloxane oligomer is preferably a dimethylsiloxane oligomer. The olefin is preferably 1,6-heptadiene.
コーティング材料中で、上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量は、金属原子の重量単位で好ましくは0.01ppm以上、より好ましくは1ppm以上、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは500ppm以下である。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が上記下限以上であると、コーティング材料を十分に硬化させることが容易であり、コーティング層のガスバリア性をより一層高めることができる。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が上記上限以下であると、コーティング層の着色の問題が生じ難い。 In the coating material, the content of the hydrosilylation reaction catalyst is preferably 0.01 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less in terms of the weight unit of metal atoms. When the content of the catalyst for hydrosilylation reaction is not less than the above lower limit, it is easy to sufficiently cure the coating material, and the gas barrier property of the coating layer can be further enhanced. When the content of the catalyst for hydrosilylation reaction is not more than the above upper limit, the problem of coloring of the coating layer hardly occurs.
(酸化珪素粒子)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、酸化珪素粒子を含む。該酸化珪素粒子の使用により、コーティング層の耐熱性及び耐光性を損なうことなく、コーティング材料の粘度を適当な範囲に調整できる。従って、コーティング材料の取り扱い性を高めることができる。
(Silicon oxide particles)
The coating material for optical semiconductor devices according to the present invention contains silicon oxide particles. By using the silicon oxide particles, the viscosity of the coating material can be adjusted to an appropriate range without impairing the heat resistance and light resistance of the coating layer. Therefore, the handleability of the coating material can be improved.
上記酸化珪素粒子の一次粒子径は、好ましくは5nm以上、より好ましくは8nm以上、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下である。上記酸化珪素粒子の一次粒子径が上記下限以上であると、酸化珪素粒子の分散性がより一層高くなり、コーティング層の透明性がより一層高くなる。上記酸化珪素粒子の一次粒子径が上記上限以下であると、25℃における粘度の上昇効果を充分に得ることができ、かつ温度上昇における粘度の低下を抑制できる。 The primary particle diameter of the silicon oxide particles is preferably 5 nm or more, more preferably 8 nm or more, preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less. When the primary particle diameter of the silicon oxide particles is not less than the above lower limit, the dispersibility of the silicon oxide particles is further enhanced, and the transparency of the coating layer is further enhanced. When the primary particle diameter of the silicon oxide particles is not more than the above upper limit, it is possible to sufficiently obtain the effect of increasing the viscosity at 25 ° C. and to suppress the decrease in the viscosity due to the temperature increase.
上記酸化珪素粒子の一次粒子径は、以下のようにして測定される。光半導体装置用コーティング材料により形成されたコーティング層を透過型電子顕微鏡(商品名「JEM−2100」、日本電子社製)を用いて観察する。視野中の100個の酸化珪素粒子の一次粒子の大きさをそれぞれ測定し、測定値の平均値を一次粒子径とする。上記一次粒子径は、上記酸化珪素粒子が球形である場合には酸化珪素粒子の直径の平均値を意味し、非球形である場合には酸化珪素粒子の長径の平均値を意味する。 The primary particle diameter of the silicon oxide particles is measured as follows. The coating layer formed of the coating material for optical semiconductor devices is observed using a transmission electron microscope (trade name “JEM-2100”, manufactured by JEOL Ltd.). The size of the primary particles of 100 silicon oxide particles in the visual field is measured, and the average value of the measured values is defined as the primary particle diameter. The primary particle diameter means an average value of the diameters of the silicon oxide particles when the silicon oxide particles are spherical, and an average value of the major diameters of the silicon oxide particles when the silicon oxide particles are non-spherical.
上記酸化珪素粒子のBET比表面積は、好ましくは30m2/g以上、好ましくは400m2/g以下である。上記酸化珪素粒子のBET比表面積が30m2/g以上であると、コーティング材料の25℃における粘度を好適な範囲に制御でき、温度上昇における粘度の低下を抑制できる。上記酸化珪素粒子のBET比表面積が400m2/g以下であると、酸化珪素粒子の凝集が生じ難くなり、分散性を高くすることができ、更にコーティング層の透明性をより一層高くすることができる。 The BET specific surface area of the silicon oxide particles is preferably 30 m 2 / g or more, and preferably 400 m 2 / g or less. When the BET specific surface area of the silicon oxide particles is 30 m 2 / g or more, the viscosity of the coating material at 25 ° C. can be controlled within a suitable range, and a decrease in viscosity due to a temperature rise can be suppressed. When the BET specific surface area of the silicon oxide particles is 400 m 2 / g or less, the aggregation of the silicon oxide particles hardly occurs, the dispersibility can be increased, and the transparency of the coating layer can be further increased. it can.
上記酸化珪素粒子としては特に限定されず、例えば、フュームドシリカ、溶融シリカ等の乾式法で製造されたシリカ、並びにコロイダルシリカ、ゾルゲルシリカ、沈殿シリカ等の湿式法で製造されたシリカ等が挙げられる。なかでも、揮発成分が少なく、かつ透明性がより一層高いコーティング層を得る観点からは、上記酸化珪素粒子として、フュームドシリカが好適に用いられる。 The silicon oxide particles are not particularly limited, and examples thereof include silica produced by a dry method such as fumed silica and fused silica, and silica produced by a wet method such as colloidal silica, sol-gel silica and precipitated silica. It is done. Among these, fumed silica is preferably used as the silicon oxide particles from the viewpoint of obtaining a coating layer with less volatile components and higher transparency.
上記フュームドシリカとしては、例えば、Aerosil 50(比表面積:50m2/g)、Aerosil 90(比表面積:90m2/g)、Aerosil 130(比表面積:130m2/g)、Aerosil 200(比表面積:200m2/g)、Aerosil 300(比表面積:300m2/g)、及びAerosil 380(比表面積:380m2/g)(いずれも日本アエロジル社製)等が挙げられる。 Examples of the fumed silica include Aerosil 50 (specific surface area: 50 m 2 / g), Aerosil 90 (specific surface area: 90 m 2 / g), Aerosil 130 (specific surface area: 130 m 2 / g), Aerosil 200 (specific surface area). : 200 m 2 / g), Aerosil 300 (specific surface area: 300 m 2 / g), Aerosil 380 (specific surface area: 380 m 2 / g) (all manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and the like.
上記酸化珪素粒子は、有機珪素化合物により表面処理されていることが好ましい。この表面処理により、酸化珪素粒子の分散性が非常に高くなり、硬化前のコーティング材料の温度上昇による粘度の低下をより一層抑制できる。 The silicon oxide particles are preferably surface-treated with an organosilicon compound. By this surface treatment, the dispersibility of the silicon oxide particles becomes very high, and it is possible to further suppress the decrease in the viscosity due to the temperature increase of the coating material before curing.
上記有機珪素化合物としては特に限定されず、例えば、アルキル基を有するシラン系化合物、ジメチルシロキサン等のシロキサン骨格を有する珪素系化合物、アミノ基を有する珪素系化合物、(メタ)アクリロイル基を有する珪素系化合物、及びエポキシ基を有する珪素系化合物等が挙げられる。上記「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを意味する。 The organosilicon compound is not particularly limited. For example, a silane compound having an alkyl group, a silicon compound having a siloxane skeleton such as dimethylsiloxane, a silicon compound having an amino group, and a silicon compound having a (meth) acryloyl group. Examples thereof include a compound and a silicon compound having an epoxy group. The “(meth) acryloyl group” means an acryloyl group and a methacryloyl group.
酸化珪素粒子の分散性をさらに一層高める観点からは、上記有機珪素化合物は、ジメチルシリル基を有する有機珪素化合物、トリメチルシリル基を有する有機珪素化合物及びポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物からなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。また、酸化珪素粒子の分散性をさらに一層高める観点からは、表面処理に用いられる上記有機珪素化合物は、トリメチルシリル基を有する有機珪素化合物及びポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物の内の少なくとも1種であることが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing dispersibility of the silicon oxide particles, the organosilicon compound is selected from the group consisting of an organosilicon compound having a dimethylsilyl group, an organosilicon compound having a trimethylsilyl group, and an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group. It is preferable that at least one selected. Further, from the viewpoint of further enhancing dispersibility of the silicon oxide particles, the organosilicon compound used for the surface treatment is at least one of an organosilicon compound having a trimethylsilyl group and an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group. It is preferable that
有機珪素化合物により表面処理する方法の一例としては、ジメチルシリル基を有する有機珪素化合物又はトリメチルシリル基を有する有機珪素化合物を用いる場合には、例えば、ジクロロジメチルシラン、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルクロライド及びトリメチルメトキシシラン等を用いて、酸化珪素粒子を表面処理する方法が挙げられる。ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物を用いる場合には、ポリジメチルシロキサン基の末端にシラノール基を有する化合物及び環状シロキサン等を用いて、酸化珪素粒子を表面処理する方法が挙げられる。 As an example of a method for surface treatment with an organosilicon compound, when using an organosilicon compound having a dimethylsilyl group or an organosilicon compound having a trimethylsilyl group, for example, dichlorodimethylsilane, dimethyldimethoxysilane, hexamethyldisilazane, A method of surface-treating silicon oxide particles using trimethylsilyl chloride, trimethylmethoxysilane, or the like can be given. In the case of using an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, a method of surface-treating silicon oxide particles using a compound having a silanol group at the terminal of the polydimethylsiloxane group, cyclic siloxane, or the like can be mentioned.
上記ジメチルシリル基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子の市販品としては、R974(比表面積:170m2/g)、及びR964(比表面積:250m2/g)(いずれも日本アエロジル社製)等が挙げられる。 Examples of commercially available silicon oxide particles surface-treated with the above organosilicon compound having a dimethylsilyl group include R974 (specific surface area: 170 m 2 / g) and R964 (specific surface area: 250 m 2 / g) (both Nippon Aerosil Etc.).
上記トリメチルシリル基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子の市販品としては、RX200(比表面積:140m2/g)、及びR8200(比表面積:140m2/g)(いずれも日本アエロジル社製)等が挙げられる。 Commercially available silicon oxide particles surface-treated with the above organosilicon compound having a trimethylsilyl group include RX200 (specific surface area: 140 m 2 / g) and R8200 (specific surface area: 140 m 2 / g) (both from Nippon Aerosil Co., Ltd.) Manufactured) and the like.
上記ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子の市販品としては、RY200(比表面積:120m2/g)(日本アエロジル社製)等が挙げられる。 RY200 (specific surface area: 120 m 2 / g) (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and the like can be mentioned as a commercial product of silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group.
上記有機珪素化合物により酸化珪素粒子を表面処理する方法は特に限定されない。この方法としては、例えば、ミキサー中に酸化珪素粒子を添加し、攪拌しながら有機珪素化合物を添加する乾式法、酸化珪素粒子のスラリー中に有機珪素化合物を添加するスラリー法、並びに、酸化珪素粒子の乾燥後に有機珪素化合物をスプレー付与するスプレー法などの直接処理法等が挙げられる。上記乾式法で用いられるミキサーとしては、ヘンシェルミキサー及びV型ミキサー等が挙げられる。上記乾式法では、有機珪素化合物は、直接、又は、アルコール水溶液、有機溶媒溶液若しくは水溶液として添加される。 The method for surface-treating the silicon oxide particles with the organosilicon compound is not particularly limited. As this method, for example, a dry method in which silicon oxide particles are added to a mixer and an organosilicon compound is added while stirring, a slurry method in which an organosilicon compound is added to a slurry of silicon oxide particles, and silicon oxide particles And a direct treatment method such as a spray method in which an organosilicon compound is sprayed after drying. Examples of the mixer used in the dry method include a Henschel mixer and a V-type mixer. In the dry method, the organosilicon compound is added directly or as an alcohol aqueous solution, an organic solvent solution or an aqueous solution.
上記有機珪素化合物により表面処理されている酸化珪素粒子を得るために、光半導体装置用コーティング材料を調製する際に、酸化珪素粒子と上記第1,第2のオルガノポリシロキサン等のマトリクス樹脂との混合時に、有機珪素化合物を直接添加するインテグレルブレンド法等を用いてもよい。 When preparing a coating material for an optical semiconductor device in order to obtain silicon oxide particles that are surface-treated with the organosilicon compound, the silicon oxide particles and the matrix resin such as the first and second organopolysiloxane are used. An integral blend method in which an organosilicon compound is directly added during mixing may be used.
上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、上記酸化珪素粒子の含有量は、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは0.5重量部以上、更に好ましくは1重量部以上、好ましくは40重量部以下、より好ましくは35重量部以下である。上記酸化珪素粒子の含有量が上記下限以上であると、硬化時の粘度低下を抑制することが可能になる。上記酸化珪素粒子の含有量が上記上限以下であると、コーティング材料の粘度をより一層適正な範囲に制御でき、かつコーティング層の透明性がより一層高くなる。 The content of the silicon oxide particles is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane. Part or more, more preferably 1 part by weight or more, preferably 40 parts by weight or less, more preferably 35 parts by weight or less. When the content of the silicon oxide particles is equal to or higher than the lower limit, it is possible to suppress a decrease in viscosity at the time of curing. When the content of the silicon oxide particles is not more than the above upper limit, the viscosity of the coating material can be controlled to a more appropriate range, and the transparency of the coating layer is further enhanced.
(蛍光体)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、蛍光体をさらに含んでいてもよい。また、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、蛍光体を含んでいなくてもよい。この場合には、コーティング材料は、使用時に蛍光体が添加されて、用いられ得る。コーティング材料に蛍光体が添加されても、添加された蛍光体は沈降し難い。
(Phosphor)
The coating material for optical semiconductor devices according to the present invention may further contain a phosphor. Moreover, the coating material for optical semiconductor devices according to the present invention may not contain a phosphor. In this case, the coating material can be used with a phosphor added at the time of use. Even if the phosphor is added to the coating material, the added phosphor is unlikely to settle.
上記蛍光体は、光半導体装置用コーティング材料が表面上に配置される光半導体素子(発光素子)が発する光を吸収し、蛍光を発生することによって、最終的に所望の色の光を得ることができるように作用する。上記蛍光体は、発光素子が発する光によって励起され、蛍光を発し、発光素子が発する光と蛍光体が発する蛍光との組み合わせによって、所望の色の光を得ることができる。 The phosphor absorbs light emitted from an optical semiconductor element (light emitting element) on which a coating material for an optical semiconductor device is disposed, and generates fluorescence to finally obtain light of a desired color. It works to be able to. The phosphor is excited by light emitted from the light emitting element to emit fluorescence, and light of a desired color can be obtained by a combination of light emitted from the light emitting element and fluorescence emitted from the phosphor.
例えば、発光素子として紫外線LEDチップを使用して最終的に白色光を得ることを目的とする場合には、青色蛍光体、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を組み合わせて用いることが好ましい。発光素子として青色LEDチップを使用して最終的に白色光を得ることを目的とする場合には、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を組み合わせて用いるか、又は、黄色蛍光体を用いることが好ましい。上記蛍光体は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 For example, when it is intended to finally obtain white light using an ultraviolet LED chip as a light emitting element, it is preferable to use a combination of a blue phosphor, a red phosphor and a green phosphor. When it is intended to finally obtain white light using a blue LED chip as a light emitting element, it is preferable to use a combination of a green phosphor and a red phosphor, or a yellow phosphor. As for the said fluorescent substance, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記青色蛍光体としては特に限定されず、例えば、(Sr、Ca、Ba、Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、(Ba、Sr)MgAl10O17:Eu、(Sr、Ba)3MgSi2O8:Eu等が挙げられる。 The blue phosphor is not particularly limited. For example, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu and the like.
上記赤色蛍光体としては特に限定されず、例えば、(Sr、Ca)S:Eu、(Ca、Sr)2Si5N8:Eu、CaSiN2:Eu、CaAlSiN3:Eu、Y2O2S:Eu、La2O2S:Eu、LiW2O8:(Eu、Sm)、(Sr、Ca、Bs、Mg)10(PO4)8Cl2:(Eu、Mn)、Ba3MgSi2O8:(Eu、Mn)等が挙げられる。 It is not particularly restricted but includes the red phosphor, for example, (Sr, Ca) S: Eu, (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8: Eu, CaSiN 2: Eu, CaAlSiN 3: Eu, Y 2 O 2 S : Eu, La 2 O 2 S: Eu, LiW 2 O 8 : (Eu, Sm), (Sr, Ca, Bs, Mg) 10 (PO 4 ) 8 Cl 2 : (Eu, Mn), Ba 3 MgSi 2 And O 8 : (Eu, Mn).
上記緑色蛍光体としては特に限定されず、例えば、Y3(Al、Ga)5O12:Ce、SrGa2S4:Eu、Ca3Sc2Si3O12:Ce、SrSiON:Eu、ZnS:(Cu、Al)、BaMgAl10O17(Eu、Mn)、SrAl2O4:Eu等が挙げられる。 The green phosphor is not particularly limited, and for example, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, SrGa 2 S 4 : Eu, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, SrSiON: Eu, ZnS: (Cu, Al), BaMgAl 10 O 17 (Eu, Mn), SrAl 2 O 4 : Eu, and the like.
上記黄色蛍光体としては特に限定されず、例えば、Y3Al5O12:Ce、(Y、Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、CaGa2S4:Eu、Sr2SiO4:Eu等が挙げられる。
Is not particularly restricted but includes the yellow phosphor, for example, Y 3 Al 5 O 12: Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce,
さらに、上記蛍光体としては、有機蛍光体であるペリレン系化合物等が挙げられる。 Furthermore, examples of the phosphor include perylene compounds that are organic phosphors.
上記蛍光体の体積平均粒径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下である。 The phosphor has a volume average particle size of preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, preferably 30 μm or less, more preferably 25 μm or less.
所望の色の光を得るように、上記蛍光体の含有量は適宜調整でき、特に限定されない。本発明に係る光半導体装置用コーティング材料100重量部に対して、上記蛍光体の含有量は好ましくは0.1重量部以上、好ましくは200重量部以下である。光半導体装置用コーティング材料の蛍光体を除く全成分100重量部に対して、上記蛍光体の含有量は好ましくは0.1重量部以上、好ましくは200重量部以下である。 The phosphor content can be adjusted as appropriate so as to obtain light of a desired color, and is not particularly limited. The content of the phosphor is preferably 0.1 parts by weight or more and preferably 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the coating material for optical semiconductor devices according to the present invention. The content of the phosphor is preferably 0.1 parts by weight or more and preferably 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of all components excluding the phosphor of the coating material for optical semiconductor devices.
(有機溶剤)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、有機溶剤を含むことが好ましい。該有機溶剤の使用により、コーティング材料の粘度を適性化し、光半導体素子の表面上にコーティング材料を塗布しやすくすることができる。例えば、光半導体素子の表面上に、コーティング材料をスプレー塗布することも可能になる。
(Organic solvent)
The coating material for an optical semiconductor device according to the present invention preferably contains an organic solvent. By using the organic solvent, the viscosity of the coating material can be optimized, and the coating material can be easily applied on the surface of the optical semiconductor element. For example, a coating material can be sprayed onto the surface of the optical semiconductor element.
上記有機溶剤としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類、石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等が挙げられる。上記有機溶剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the organic solvent include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene, cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, butyl carbitol, and propylene glycol monomethyl. Glycol ethers such as ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, butyl lactate, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene Glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate Esters such as propylene carbonate, octane, aliphatic hydrocarbons decane, petroleum ether, petroleum naphtha, and petroleum solvents such as solvent naphtha. As for the said organic solvent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
光半導体素子の表面上にコーティング材料を塗布しやすくし、均一なコーティング層を形成し、光半導体装置から取り出される光の色の安定性をより一層高める観点からは、上記有機溶剤は、芳香族系炭化水素類の有機溶剤であることが好ましく、トルエン又はキシレンを含むことがより好ましい。 From the viewpoint of facilitating application of the coating material on the surface of the optical semiconductor element, forming a uniform coating layer, and further enhancing the stability of the color of light extracted from the optical semiconductor device, the organic solvent is an aromatic solvent. The organic solvent is preferably an organic hydrocarbon, and more preferably contains toluene or xylene.
上記有機溶剤の含有量は特に限定されない。上記有機溶剤の含有量は、コーティング材料の粘度等を考慮して適宜調整される。上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、上記有機溶剤の含有量は、好ましくは1重量部以上、より好ましくは3重量部以上、好ましくは100重量部以下、より好ましくは80重量部以下である。上記有機溶剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、コーティング材料の粘度を適度にすることが容易である。 The content of the organic solvent is not particularly limited. The content of the organic solvent is appropriately adjusted in consideration of the viscosity of the coating material and the like. The content of the organic solvent is preferably 1 part by weight or more, more preferably 3 parts by weight or more, preferably 100 parts by weight in total of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane. 100 parts by weight or less, more preferably 80 parts by weight or less. When the content of the organic solvent is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, it is easy to make the viscosity of the coating material moderate.
(カップリング剤)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、接着性を付与するために、カップリング剤をさらに含んでいてもよい。
(Coupling agent)
The coating material for an optical semiconductor device according to the present invention may further contain a coupling agent in order to impart adhesiveness.
上記カップリング剤としては特に限定されず、例えば、シランカップリング剤等が挙げられる。該シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、及びN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。カップリング剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 It does not specifically limit as said coupling agent, For example, a silane coupling agent etc. are mentioned. Examples of the silane coupling agent include vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxy. Examples include silane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, and N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane. As for a coupling agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
(他の成分)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は、必要に応じて、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、着色剤、変性剤、レベリング剤、光拡散剤、熱伝導性フィラー又は難燃剤等の添加剤をさらに含有してもよい。
(Other ingredients)
The coating material for an optical semiconductor device according to the present invention includes a dispersant, an antioxidant, an antifoaming agent, a colorant, a modifier, a leveling agent, a light diffusing agent, a heat conductive filler, a flame retardant, and the like as necessary. An additive may be further contained.
なお、上記第1のオルガノポリシロキサンと、上記第2のオルガノポリシロキサンと、上記酸化珪素粒子と、上記ヒドロシリル化反応用触媒とは、これらを1種又は2種以上含む液を別々に調製しておき、使用直前に複数の液を混合してもよく、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料は2液混合型のコーティング材料であってもよい。例えば、上記第1のオルガノポリシロキサン及びヒドロシリル化反応用触媒を含むA液と、第2のオルガノポリシロキサンを含むB液とを別々に調製しておき、使用直前にA液とB液を混合してもよい。このように上記第1のオルガノポリシロキサン及び上記ヒドロシリル化反応用触媒と上記第2のオルガノポリシロキサンとを別々に、第1の液と第2の液との2液にすることによって保存安定性を向上させることができる。上記酸化珪素粒子、上記蛍光体及び上記有機溶剤はA液に配合してもよく、B液に配合してもよく、A液とB液との双方に配合してもよい。 The first organopolysiloxane, the second organopolysiloxane, the silicon oxide particles, and the hydrosilylation catalyst are prepared separately in a liquid containing one or more of these. A plurality of liquids may be mixed immediately before use, and the coating material for an optical semiconductor device according to the present invention may be a two-liquid mixed coating material. For example, liquid A containing the first organopolysiloxane and catalyst for hydrosilylation reaction and liquid B containing the second organopolysiloxane are prepared separately, and liquid A and liquid B are mixed immediately before use. May be. Thus, the storage stability of the first organopolysiloxane and the hydrosilylation reaction catalyst and the second organopolysiloxane is separately made into two liquids of the first liquid and the second liquid. Can be improved. The silicon oxide particles, the phosphor and the organic solvent may be blended in the liquid A, the liquid B, or both the liquid A and the liquid B.
(光半導体装置用コーティング材料の詳細及び用途)
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料のE型粘度計を用いて測定された25℃における5rpmでの粘度は、好ましくは10mPa・s以上、好ましくは500mPa・s以下である。上記粘度が上記下限以上及び上記上限以下であると、コーティング材料の塗布性が高くなり、光半導体素子の表面上に均一なコーティング層を形成することが容易になる。このため、光半導体装置からら発せられる光の色の安定性をより一層高めることができる。
(Details and applications of coating materials for optical semiconductor devices)
The viscosity of the coating material for optical semiconductor devices according to the present invention at 5 rpm at 25 ° C. measured using an E-type viscometer is preferably 10 mPa · s or more, and preferably 500 mPa · s or less. When the viscosity is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the coating property of the coating material becomes high, and it becomes easy to form a uniform coating layer on the surface of the optical semiconductor element. For this reason, the stability of the color of the light emitted from the optical semiconductor device can be further enhanced.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料の硬化温度は特に限定されない。該硬化温度は、好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、好ましくは180℃以下、より好ましくは150℃以下である。硬化温度が上記下限以上であると、コーティング材料の硬化が充分に進行する。硬化温度が上記上限以下であると、パッケージの熱劣化が起こり難い。 The curing temperature of the coating material for optical semiconductor devices according to the present invention is not particularly limited. The curing temperature is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower. When the curing temperature is equal to or higher than the lower limit, the coating material is sufficiently cured. When the curing temperature is not more than the above upper limit, the package is unlikely to be thermally deteriorated.
硬化方式は特に限定されないが、ステップキュア方式を用いることが好ましい。ステップキュア方式は、一旦低温で仮硬化させておき、その後に高温で硬化させる方法である。ステップキュア方式の使用により、コーティング材料の硬化収縮を抑えることができる。 The curing method is not particularly limited, but it is preferable to use a step cure method. The step cure method is a method in which the resin is temporarily cured at a low temperature and then cured at a high temperature. By using the step cure method, curing shrinkage of the coating material can be suppressed.
本発明に係る光半導体装置用コーティング材料の製造方法としては特に限定されず、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリウムミキサー、ニーダー、三本ロール又はビーズミル等の混合機を用いて、常温又は加温下で、上記第1のオルガノポリシロキサン、上記第2のオルガノポリシロキサン、上記ヒドロシリル化反応用触媒、及び必要に応じて配合される他の成分を混合する方法等が挙げられる。 The method for producing a coating material for an optical semiconductor device according to the present invention is not particularly limited. Or the method of mixing the said 1st organopolysiloxane, the said 2nd organopolysiloxane, the said catalyst for hydrosilylation reaction, and the other component mix | blended as needed under heating is mentioned.
上記発光素子としては、半導体を用いた発光素子であれば特に限定されず、例えば、上記発光素子が発光ダイオードである場合、例えば、基板上にLED形式用半導体材料を積層した構造が挙げられる。この場合、半導体材料としては、例えば、GaAs、GaP、GaAlAs、GaAsP、AlGaInP、GaN、InN、AlN、InGaAlN、及びSiC等が挙げられる。 The light emitting element is not particularly limited as long as it is a light emitting element using a semiconductor. For example, when the light emitting element is a light emitting diode, for example, a structure in which a semiconductor material for LED type is stacked on a substrate can be given. In this case, examples of the semiconductor material include GaAs, GaP, GaAlAs, GaAsP, AlGaInP, GaN, InN, AlN, InGaAlN, and SiC.
上記基板の材料としては、例えば、サファイア、スピネル、SiC、Si、ZnO、及びGaN単結晶等が挙げられる。また、必要に応じ基板と半導体材料との間にバッファー層が形成されていてもよい。上記バッファー層の材料としては、例えば、GaN及びAlN等が挙げられる。 Examples of the material for the substrate include sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, and GaN single crystal. Further, a buffer layer may be formed between the substrate and the semiconductor material as necessary. Examples of the material of the buffer layer include GaN and AlN.
本発明に係る光半導体装置としては、具体的には、例えば、発光ダイオード装置、半導体レーザー装置及びフォトカプラ等が挙げられる。このような光半導体装置は、例えば、液晶ディスプレイ等のバックライト、照明、各種センサー、プリンター及びコピー機等の光源、車両用計測器光源、信号灯、表示灯、表示装置、面状発光体の光源、ディスプレイ、装飾、各種ライト並びにスイッチング素子等に好適に用いることができる。 Specific examples of the optical semiconductor device according to the present invention include a light emitting diode device, a semiconductor laser device, and a photocoupler. Such optical semiconductor devices include, for example, backlights such as liquid crystal displays, illumination, various sensors, light sources such as printers and copiers, vehicle measuring instrument light sources, signal lights, indicator lights, display devices, and light sources for planar light emitters. , Displays, decorations, various lights, switching elements and the like.
本発明に係る光半導体装置は、光半導体素子と、該光半導体素子の表面上に配置されたコーティング層とを備える。該コーティング層は、本発明に係る光半導体装置用コーティング材料により形成されている。コーティング層が光半導体素子の表面上に配置されており、かつ該コーティング層を形成するためのコーティング材料が特定の上述した組成を有するので、コーティング層にクラックが生じ難く、剥離が生じ難く、かつ光透過性、耐熱性、耐候性及びガスバリア性を高めることができる。本発明に係る光半導体装置は、上記光半導体素子と上記コーティング層とを封止している封止剤をさらに備えることが好ましい。該封止剤は、コーティング層と別に存在することが好ましい。 An optical semiconductor device according to the present invention includes an optical semiconductor element and a coating layer disposed on the surface of the optical semiconductor element. The coating layer is formed of the coating material for optical semiconductor devices according to the present invention. Since the coating layer is disposed on the surface of the optical semiconductor element and the coating material for forming the coating layer has a specific composition as described above, the coating layer is unlikely to be cracked and peeled off easily. Light transmittance, heat resistance, weather resistance and gas barrier properties can be improved. The optical semiconductor device according to the present invention preferably further includes a sealant that seals the optical semiconductor element and the coating layer. The sealant is preferably present separately from the coating layer.
(光半導体装置の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置を示す正面断面図である。
(Embodiment of optical semiconductor device)
FIG. 1 is a front sectional view showing an optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の光半導体装置1は、ハウジング2を有する。ハウジング2内にLEDからなる光半導体素子3が実装されている。この光半導体素子3の周囲を、ハウジング2の光反射性を有する内面2aが取り囲んでいる。本実施形態では、光半導体により形成された発光素子として、光半導体素子3が用いられている。
The optical semiconductor device 1 of this embodiment has a
内面2aは、内面2aの径が開口端に向かうにつれて大きくなるように形成されている。従って、光半導体素子3から発せられた光のうち、内面2aに到達した光が内面2aにより反射され、光半導体素子3の前方側に進行する。
The inner surface 2a is formed so that the diameter of the inner surface 2a increases toward the opening end. Therefore, of the light emitted from the
光半導体素子3の表面3a上には、コーティング層4が配置されている。コーティング層4は、上述した光半導体装置用コーティング材料により形成されている。コーティング層4は、光半導体素子3の上面上と側面上とを被覆している。光半導体素子3及びコーティング層4を封止するように、内面2aで囲まれた領域内には、封止剤5が充填されている。封止剤5は、コーティング層4の表面4aを被覆している。コーティング層4の厚みは、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下である。
A coating layer 4 is disposed on the surface 3 a of the
なお、図1に示す構造は、本発明に係る光半導体装置の一例にすぎず、光半導体装置の実装構造等は適宜変形され得る。 Note that the structure shown in FIG. 1 is merely an example of an optical semiconductor device according to the present invention, and the mounting structure of the optical semiconductor device can be modified as appropriate.
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples.
(合成例1)第1のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン63g、ジメチルジメトキシシラン90g、ジフェニルジメトキシシラン183g、及びビニルトリメトキシシラン133gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水114gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(A)を得た。
(Synthesis Example 1) Synthesis of First Organopolysiloxane A 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device, and a stirrer was mixed with 63 g of trimethylmethoxysilane, 90 g of dimethyldimethoxysilane, 183 g of diphenyldimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane. 133 g was added and stirred at 50 ° C. A solution obtained by dissolving 0.8 g of potassium hydroxide in 114 g of water was slowly dropped therein, and after the dropwise addition, the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution. Next, 0.9 g of acetic acid was added to the reaction solution, the pressure was reduced to remove volatile components, and potassium acetate was removed by filtration to obtain a polymer (A).
得られたポリマー(A)の数平均分子量(Mn)は1700であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(A)は、下記の平均組成式(A1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (A) was 1700. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (A) had the following average composition formula (A1).
(Me3SiO1/2)0.19(Me2SiO2/2)0.24(Ph2SiO2/2)0.26(ViSiO3/2)0.31 …式(A1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.19 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.24 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.26 (ViSiO 3/2 ) 0.31 ... Formula (A1)
上記式(A1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。 In the above formula (A1), Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
得られたポリマー(A)のフェニル基の含有比率は37モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (A) was 37 mol%.
なお、合成例1及び合成例2〜8で得られた各ポリマーの分子量は、10mgにテトラヒドロフラン1mLを加え、溶解するまで攪拌し、GPC測定により測定した。GPC測定では、Waters社製の測定装置(カラム:昭和電工社製 Shodex GPC
LF−804(長さ300mm)×2本、測定温度:40℃、流速:1mL/min、溶媒:テトラヒドロフラン、標準物質:ポリスチレン)を用いた。
In addition, the molecular weight of each polymer obtained in Synthesis Example 1 and Synthesis Examples 2 to 8 was measured by GPC measurement by adding 1 mL of tetrahydrofuran to 10 mg, stirring until dissolved. In GPC measurement, a measuring device manufactured by Waters (column: Shodex GPC manufactured by Showa Denko KK)
LF-804 (length: 300 mm) × 2, measurement temperature: 40 ° C., flow rate: 1 mL / min, solvent: tetrahydrofuran, standard substance: polystyrene) were used.
(合成例2)第1のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、ジメチルジメトキシシラン96g、ジフェニルジメトキシシラン318g、及びビニルメチルジメトキシシラン119gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水108gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(B)を得た。
(Synthesis Example 2) Synthesis of First Organopolysiloxane In a 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device, and a stirrer, 96 g of dimethyldimethoxysilane, 318 g of diphenyldimethoxysilane, and 119 g of vinylmethyldimethoxysilane were added, and 50 Stir at ° C. A solution obtained by dissolving 0.8 g of potassium hydroxide in 108 g of water was slowly dropped therein, and after the dropwise addition, the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution. Next, 0.9 g of acetic acid was added to the reaction solution, the pressure was reduced to remove volatile components, and potassium acetate was removed by filtration to obtain a polymer (B).
得られたポリマー(B)の数平均分子量(Mn)は5300であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(B)は、下記の平均組成式(B1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (B) was 5300. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (B) had the following average composition formula (B1).
(Me2SiO2/2)0.25(Ph2SiO2/2)0.45(ViMeSiO2/2)0.30 …式(B1) (Me 2 SiO 2/2 ) 0.25 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.45 (ViMeSiO 2/2 ) 0.30 ... Formula (B1)
上記式(B1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。 In the above formula (B1), Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
得られたポリマー(B)のフェニル基の含有比率は52モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (B) was 52 mol%.
(合成例3)第1のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメチルメトキシシラン6.3g、ジメチルジメトキシシラン89g、ジフェニルジメトキシシラン318g、及びビニルメチルジメトキシシシラン119gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水107gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(C)を得た。
(Synthesis Example 3) Synthesis of First Organopolysiloxane In a 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer, 6.3 g of trimethylmethylmethoxysilane, 89 g of dimethyldimethoxysilane, 318 g of diphenyldimethoxysilane, and vinyl 119 g of methyldimethoxysilane was added and stirred at 50 ° C. A solution obtained by dissolving 0.8 g of potassium hydroxide in 107 g of water was slowly added dropwise thereto, and after the addition, the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours to be reacted to obtain a reaction solution. Next, 0.9 g of acetic acid was added to the reaction solution, the pressure was reduced to remove volatile components, and potassium acetate was removed by filtration to obtain a polymer (C).
得られたポリマー(C)の数平均分子量(Mn)は5000であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(C)は、下記の平均組成式(C1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (C) was 5000. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (C) had the following average composition formula (C1).
(Me3SiO1/2)0.01(Me2SiO2/2)0.24(Ph2SiO2/2)0.45(ViMeSiO2/2)0.30 …式(C1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.01 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.24 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.45 (ViMeSiO 2/2 ) 0.30 ... Formula (C1)
上記式(C1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。 In the above formula (C1), Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
得られたポリマー(C)のフェニル基の含有比率は52モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (C) was 52 mol%.
(合成例4)第2のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン31g、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン50g、ジメチルジメトキシシラン108g、及びフェニルトリメトキシシラン208gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水101gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(D)を得た。
(Synthesis Example 4) Synthesis of Second Organopolysiloxane In a 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer, 31 g of trimethylmethoxysilane, 50 g of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, dimethyl Dimethoxysilane 108 g and phenyltrimethoxysilane 208 g were added and stirred at 50 ° C. Into this, a solution of 1.4 g of hydrochloric acid and 101 g of water was slowly added dropwise. After the addition, the solution was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution. Next, the polymer was obtained by removing the volatile component under reduced pressure. To the obtained polymer, 150 g of hexane and 150 g of ethyl acetate were added, washed 10 times with 300 g of ion-exchanged water, reduced in pressure to remove volatile components, and polymer (D) was obtained.
得られたポリマー(D)の数平均分子量(Mn)は1000であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(D)は、下記の平均組成式(D1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (D) was 1000. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (D) had the following average composition formula (D1).
(Me3SiO1/2)0.09(HMe2SiO1/2)0.23(Me2SiO2/2)0.27(PhSiO3/2)0.41 …式(D1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.23 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.27 (PhSiO 3/2 ) 0.41 ... Formula (D1)
上記式(D1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基を示す。 In the above formula (D1), Me represents a methyl group, and Ph represents a phenyl group.
得られたポリマー(D)のフェニル基の含有比率は33モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (D) was 33 mol%.
(合成例5)第2のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン16g、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン50g、ジメチルジメトキシシラン36g、ジフェニルジメトキシシラン183g、フェニルトリメトキシシラン149g、及びビニルトリメトキシシラン45gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水104gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(E)を得た。
Synthesis Example 5 Synthesis of Second Organopolysiloxane A 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer was charged with 16 g of trimethylmethoxysilane, 50 g of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, and dimethyl. 36 g of dimethoxysilane, 183 g of diphenyldimethoxysilane, 149 g of phenyltrimethoxysilane, and 45 g of vinyltrimethoxysilane were added and stirred at 50 ° C. Into this, a solution of 1.4 g of hydrochloric acid and 104 g of water was slowly added dropwise. After the addition, the solution was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution. Next, the polymer was obtained by removing the volatile component under reduced pressure. To the obtained polymer, 150 g of hexane and 150 g of ethyl acetate were added, washed 10 times with 300 g of ion-exchanged water, reduced in pressure to remove volatile components, and polymer (E) was obtained.
得られたポリマー(E)の数平均分子量(Mn)は1000であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(E)は、下記の平均組成式(E1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (E) was 1000. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (E) had the following average composition formula (E1).
(Me3SiO1/2)0.05(HMe2SiO1/2)0.23(Me2SiO2/2)0.09(Ph2SiO2/2)0.26(PhSiO3/2)0.27(ViSiO3/2)0.10 …式(E1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.05 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.23 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.09 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.26 (PhSiO 3/2 ) 0.27 (ViSiO 3/2 ) 0.10 Formula (E1)
上記式(E1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。 In the above formula (E1), Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
得られたポリマー(E)のフェニル基の含有比率は51モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (E) was 51 mol%.
(合成例6)第2のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン31g、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン40g、ジフェニルジメトキシシラン110g、フェニルトリメトキシシラン268g、及びビニルトリメトキシシラン45gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水116gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(F)を得た。
Synthesis Example 6 Synthesis of Second Organopolysiloxane In a 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer, 31 g of trimethylmethoxysilane, 40 g of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, diphenyl 110 g of dimethoxysilane, 268 g of phenyltrimethoxysilane, and 45 g of vinyltrimethoxysilane were added and stirred at 50 ° C. Into this, a solution of 1.4 g of hydrochloric acid and 116 g of water was slowly added dropwise, and after the addition, the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution. Next, the polymer was obtained by removing the volatile component under reduced pressure. To the obtained polymer, 150 g of hexane and 150 g of ethyl acetate were added, washed 10 times with 300 g of ion-exchanged water, reduced in pressure to remove volatile components, and polymer (F) was obtained.
得られたポリマー(F)の数平均分子量(Mn)は1100であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(F)は、下記の平均組成式(F1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (F) was 1100. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (F) had the following average composition formula (F1).
(Me3SiO1/2)0.09(HMe2SiO1/2)0.19(Ph2SiO2/2)0.16(PhSiO3/2)0.46(ViSiO3/2)0.10 …式(F1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.19 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.16 (PhSiO 3/2 ) 0.46 (ViSiO 3/2 ) 0. 10 : Formula (F1)
上記式(F1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。 In the above formula (F1), Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
得られたポリマー(F)のフェニル基の含有比率は51モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (F) was 51 mol%.
(合成例7)第1のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン94g、ジメチルジメトキシシラン99g、ジフェニルジメトキシシラン92g、及びビニルトリメトキシシラン133gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水108gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(G)を得た。
Synthesis Example 7 Synthesis of First Organopolysiloxane A 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer was added with 94 g of trimethylmethoxysilane, 99 g of dimethyldimethoxysilane, 92 g of diphenyldimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane. 133 g was added and stirred at 50 ° C. A solution obtained by dissolving 0.8 g of potassium hydroxide in 108 g of water was slowly dropped therein, and after the dropwise addition, the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution. Next, 0.9 g of acetic acid was added to the reaction solution, the pressure was reduced to remove volatile components, and potassium acetate was removed by filtration to obtain a polymer (G).
得られたポリマー(G)の数平均分子量(Mn)は1800であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(G)は、下記の平均組成式(G1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (G) was 1800. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (G) had the following average composition formula (G1).
(Me3SiO1/2)0.29(Me2SiO2/2)0.27(Ph2SiO2/2)0.13(ViSiO3/2)0.31 …式(G1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.29 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.27 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.13 (ViSiO 3/2 ) 0.31 ... Formula (G1)
上記式(G1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。 In the above formula (G1), Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
得られたポリマー(G)のフェニル基の含有比率は21モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (G) was 21 mol%.
(合成例8)第2のオルガノポリシロキサンの合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン31g、1,1,3,3−ヘキサメチルジシロキサン50g、ジメチルジメトキシシラン140g、ジフェニルジメトキシシラン59g、フェニルトリメトキシシラン48g、及びビニルトリメトキシシラン45gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水92gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(H)を得た。
(Synthesis Example 8) Synthesis of Second Organopolysiloxane In a 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer, 31 g of trimethylmethoxysilane, 50 g of 1,1,3,3-hexamethyldisiloxane, dimethyl 140 g of dimethoxysilane, 59 g of diphenyldimethoxysilane, 48 g of phenyltrimethoxysilane, and 45 g of vinyltrimethoxysilane were added and stirred at 50 ° C. Into this, a solution of 1.4 g of hydrochloric acid and 92 g of water was slowly added dropwise, and after the addition, the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution. Next, the polymer was obtained by removing the volatile component under reduced pressure. To the obtained polymer, 150 g of hexane and 150 g of ethyl acetate were added, washed 10 times with 300 g of ion-exchanged water, and reduced in pressure to remove volatile components, thereby obtaining a polymer (H).
得られたポリマー(H)の数平均分子量(Mn)は600であった。29Si−NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(H)は、下記の平均組成式(H1)を有していた。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (H) was 600. As a result of identifying the chemical structure from 29 Si-NMR, the polymer (H) had the following average composition formula (H1).
(Me3SiO1/2)0.09(HMe2SiO1/2)0.24(Me2SiO2/2)0.38(Ph2SiO2/2)0.08(PhSiO3/2)0.10(ViSiO3/2)0.10 …式(H1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.24 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.38 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.08 (PhSiO 3/2 ) 0.10 (ViSiO 3/2 ) 0.10 Formula (H1)
上記式(H1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。 In the above formula (H1), Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
得られたポリマー(H)のフェニル基の含有比率は23モル%であった。 The content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (H) was 23 mol%.
(実施例1)
ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(コーティング材料中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、酸化珪素微粒子(AEROSIL RY200、ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子、比表面積120m2/g、日本アエロジル社製)1g、蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)5g、及び有機溶剤であるトルエン5gを混合し、脱泡を行い、光半導体装置用コーティング材料を得た。
Example 1
Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the coating material is 10 ppm) 1 g of silicon oxide fine particles (AEROSIL RY200, silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, specific surface area 120 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), phosphor powder (volume average particle size 17 μm, A specific gravity of 4.7, “EY4453” (manufactured by Inmatics) 5 g, and 5 g of toluene as an organic solvent were mixed and defoamed to obtain a coating material for an optical semiconductor device.
(実施例2)
ポリマーB(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(コーティング材料中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、酸化珪素微粒子(AEROSIL RY200、ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子、比表面積120m2/g、日本アエロジル社製)1g、蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)5g、及び有機溶剤であるトルエン5gを混合し、脱泡を行い、光半導体装置用コーティング材料を得た。
(Example 2)
Polymer B (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the coating material is 10 ppm) 1 g of silicon oxide fine particles (AEROSIL RY200, silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, specific surface area 120 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), phosphor powder (volume average particle size 17 μm, A specific gravity of 4.7, “EY4453” (manufactured by Inmatics) 5 g, and 5 g of toluene as an organic solvent were mixed and defoamed to obtain a coating material for an optical semiconductor device.
(実施例3)
ポリマーC(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(コーティング材料中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、酸化珪素微粒子(AEROSIL RY200、ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子、比表面積120m2/g、日本アエロジル社製)1g、蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)5g、及び有機溶剤であるトルエン5gを混合し、脱泡を行い、光半導体装置用コーティング材料を得た。
(Example 3)
Polymer C (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the coating material is 10 ppm) 1 g of silicon oxide fine particles (AEROSIL RY200, silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, specific surface area 120 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), phosphor powder (volume average particle size 17 μm, A specific gravity of 4.7, “EY4453” (manufactured by Inmatics) 5 g, and 5 g of toluene as an organic solvent were mixed and defoamed to obtain a coating material for an optical semiconductor device.
(実施例4)
ポリマーC(10g)、ポリマーE(10g)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(コーティング材料中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、酸化珪素微粒子(AEROSIL RY200、ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子、比表面積120m2/g、日本アエロジル社製)1g、蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)5g、及び有機溶剤であるトルエン5gを混合し、脱泡を行い、光半導体装置用コーティング材料を得た。
Example 4
Polymer C (10 g), Polymer E (10 g), 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex of platinum (amount of platinum element content in the coating material is 10 ppm) 1 g of silicon oxide fine particles (AEROSIL RY200, silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, specific surface area 120 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), phosphor powder (volume average particle size 17 μm, A specific gravity of 4.7, “EY4453” (manufactured by Inmatics) 5 g, and 5 g of toluene as an organic solvent were mixed and defoamed to obtain a coating material for an optical semiconductor device.
(実施例5)
ポリマーC(10g)、ポリマーF(10g)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(コーティング材料中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、酸化珪素微粒子(AEROSIL RY200、ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子、比表面積120m2/g、日本アエロジル社製)1g、蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)5g、及び有機溶剤であるトルエン5gを混合し、脱泡を行い、光半導体装置用コーティング材料を得た。
(Example 5)
Polymer C (10 g), Polymer F (10 g), 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex of platinum (amount of platinum element content in the coating material is 10 ppm) 1 g of silicon oxide fine particles (AEROSIL RY200, silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, specific surface area 120 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), phosphor powder (volume average particle size 17 μm, A specific gravity of 4.7, “EY4453” (manufactured by Inmatics) 5 g, and 5 g of toluene as an organic solvent were mixed and defoamed to obtain a coating material for an optical semiconductor device.
(実施例6)
ポリマーG(10g)、ポリマーH(10g)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(コーティング材料中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、酸化珪素微粒子(AEROSIL RY200、ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子、比表面積120m2/g、日本アエロジル社製)1g、蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)5g、及び有機溶剤であるトルエン5gを混合し、脱泡を行い、光半導体装置用コーティング材料を得た。
(Example 6)
Polymer G (10 g), Polymer H (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the coating material is 10 ppm) 1 g of silicon oxide fine particles (AEROSIL RY200, silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, specific surface area 120 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), phosphor powder (volume average particle size 17 μm, A specific gravity of 4.7, “EY4453” (manufactured by Inmatics) 5 g, and 5 g of toluene as an organic solvent were mixed and defoamed to obtain a coating material for an optical semiconductor device.
(比較例1)
ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(コーティング材料中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)5g、及び有機溶剤であるトルエン5g混合し、脱泡を行い、光半導体装置用コーティング材料を得た。
(Comparative Example 1)
Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the coating material is 10 ppm) 5 g of phosphor powder (volume average particle size 17 μm, specific gravity 4.7, “EY4453”, manufactured by Inmatics Co., Ltd.) and 5 g of toluene as an organic solvent are mixed and defoamed to obtain a coating material for an optical semiconductor device. Obtained.
(封止剤Xの作製)
ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、及び白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤X中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤Xを得た。
(Preparation of sealant X)
Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), and 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex of platinum (the platinum element content in the sealant X is 10 ppm) To obtain a sealant X for an optical semiconductor device.
(蛍光体入りの封止剤Yの作製)
ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、及び白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤Y中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、酸化珪素微粒子(AEROSIL RY200、ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された酸化珪素粒子、比表面積120m2/g、日本アエロジル社製)0.4g、及び蛍光体粉末(体積平均粒径17μm、比重4.7、「EY4453」、インタマティックス社製)0.8gを混合し、脱泡を行い、蛍光体入りの光半導体装置用封止剤Yを得た。
(Preparation of phosphor-containing sealant Y)
Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), and 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex of platinum (the platinum element content in the sealant Y is 10 ppm) Silicon oxide fine particles (AEROSIL RY200, silicon oxide particles surface-treated with an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group, specific surface area 120 m 2 / g, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 0.4 g, and phosphor powder ( 0.8 g of a volume average particle diameter of 17 μm, a specific gravity of 4.7, “EY4453” (manufactured by Intermatics) was mixed and degassed to obtain a sealing agent Y for an optical semiconductor device containing a phosphor.
(評価)
(25℃における粘度の測定)
E型粘度計(TV−22型、東機産業社製)を用いて、得られた光半導体装置用コーティング材料の25℃における5rpmでの粘度を測定した。
(Evaluation)
(Measurement of viscosity at 25 ° C.)
Using an E-type viscometer (TV-22 type, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), the viscosity of the obtained coating material for an optical semiconductor device at 25 ° C. at 5 rpm was measured.
(蛍光体の安定性)
得られた光半導体用コーティング材料をサンプル瓶に入れ、23℃で1時間放置した。1時間後、蛍光体の沈降が発生しない場合を「○」、蛍光体の沈降が発生する場合を「×」と判定した。
(Phosphor stability)
The obtained optical semiconductor coating material was placed in a sample bottle and allowed to stand at 23 ° C. for 1 hour. After 1 hour, the case where the phosphor did not settle was judged as “◯”, and the case where the phosphor settled was judged as “x”.
(光半導体装置の作製)
銀めっきされたリード電極付きポリフタルアミド製ハウジング材に、ダイボンド材によって主発光ピークが460nmの発光素子が実装されており、発光素子とリード電極とが金ワイヤーで接続されている構造において、発光素子の表面上に得られた光半導体装置用コーティング材料をスプレー塗布し、80℃で1時間、120℃で1時間、150℃で2時間加熱して硬化させ、発光素子の表面上に厚み150μmのコーティング層を形成した。次に、得られた封止剤Xを注入し、150℃で2時間加熱して硬化させ、光半導体装置Xを作製した。
(Production of optical semiconductor device)
In a structure in which a light emitting element having a main emission peak of 460 nm is mounted on a silver-plated polyphthalamide housing material with a lead electrode by a die bond material, and the light emitting element and the lead electrode are connected by a gold wire. The obtained coating material for an optical semiconductor device is spray-applied on the surface of the element, cured by heating at 80 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 1 hour, and 150 ° C. for 2 hours, and a thickness of 150 μm on the surface of the light emitting element A coating layer was formed. Next, the obtained sealing agent X was injected, and heated at 150 ° C. for 2 hours to be cured, thereby producing an optical semiconductor device X.
また、銀めっきされたリード電極付きポリフタルアミド製ハウジング材に、ダイボンド材によって主発光ピークが460nmの発光素子が実装されており、発光素子とリード電極とが金ワイヤーで接続されている構造において、光半導体装置用コーティング材料でコーティング層を形成せずに、得られた蛍光体入りの光半導体用封止剤Yを注入し、150℃で2時間加熱して硬化させ、光半導体装置Yを作製した(参考例)。 In addition, in a structure in which a light emitting element having a main light emission peak of 460 nm is mounted on a silver-plated polyphthalamide housing material with a lead electrode by a die bond material, and the light emitting element and the lead electrode are connected by a gold wire. Then, without forming a coating layer with a coating material for an optical semiconductor device, the obtained optical semiconductor encapsulant Y containing a phosphor is injected and heated at 150 ° C. for 2 hours to be cured. Prepared (reference example).
得られた光半導体装置X,Yにおいて、色の安定性及び角度依存性を評価した。さらに、得られた光半導体装置Xを用いて、下記の熱衝撃試験を実施した。 In the obtained optical semiconductor devices X and Y, the color stability and the angle dependency were evaluated. Further, the following thermal shock test was performed using the obtained optical semiconductor device X.
(色の安定性評価)
得られた光半導体装置X20個及び得られた光半導体装置Y20個において、発光素子に60mAの電流を流した時の色度を、光度測定装置(「OL770」、オプトロニックラボラトリーズ社製)を用いて測定した。20個の色度(x)の平均値から色度の最大値、最小値が5%以内であるときを「○」、5%以上であるときを「×」と判定した。図2に示すように、LEDの正面を0°での色度(x)を求めた。
(Evaluation of color stability)
In 20 obtained optical semiconductor devices X and 20 obtained optical semiconductor devices Y, the chromaticity when a current of 60 mA was passed through the light emitting element was measured using a photometric measuring device ("OL770", manufactured by Optronic Laboratories). Measured. When the maximum value and the minimum value of chromaticity were within 5% from the average value of 20 chromaticities (x), it was judged as “◯”, and when it was 5% or more, it was judged as “x”. As shown in FIG. 2, the chromaticity (x) at 0 ° in front of the LED was determined.
(角度依存性)
得られた光半導体装置X及び得られた光半導体装置Yにおいて、発光素子に60mAの電流を流した時の0°と70°での色度を、23℃の温度下で、光度測定装置(「OL770」、オプトロニックラボラトリーズ社製)のゴニオメーターを用いて測定した。図2に示すように、LEDの正面を0°とする。0°を基準として70°での色度(x)の変化率を求めた。変化率が3%未満である場合を「○」、変化率が3%以上である場合を「×」と判定した。
(Angle dependence)
In the obtained optical semiconductor device X and the obtained optical semiconductor device Y, the chromaticity at 0 ° and 70 ° when a current of 60 mA was passed through the light emitting element was measured at a temperature of 23 ° C. It measured using the goniometer of "OL770" (made by Optronic Laboratories). As shown in FIG. 2, the front of the LED is 0 °. The rate of change of chromaticity (x) at 70 ° was obtained with 0 ° as a reference. The case where the rate of change was less than 3% was judged as “◯”, and the case where the rate of change was 3% or more was judged as “x”.
(熱衝撃試験)
得られた光半導体装置Xを、液槽式熱衝撃試験機(「TSB−51」、ESPEC社製)を用いて、−50℃で5分間保持した後、135℃まで昇温し、135℃で5分間保持した後−50℃まで降温する過程を1サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。500サイクル、1000サイクル及び1500サイクル後にそれぞれ20個のサンプルを取り出した。
(Thermal shock test)
The obtained optical semiconductor device X was held at −50 ° C. for 5 minutes using a liquid tank thermal shock tester (“TSB-51”, manufactured by ESPEC), then heated to 135 ° C. and 135 ° C. Then, a heat cycle test was performed in which the process of holding at 5 minutes and then lowering the temperature to −50 ° C. was 1 cycle. Twenty samples were taken after 500, 1000 and 1500 cycles, respectively.
実体顕微鏡(「SMZ−10」、ニコン社製)にてサンプルを観察した。20個のサンプルのコーティング層にそれぞれクラックが生じているか否か、又はコーティング層が発光素子から剥離しているか否かを観察し、クラック又は剥離が生じたサンプルの数(NG数)を数えた。 The sample was observed with a stereomicroscope (“SMZ-10”, manufactured by Nikon Corporation). The number of samples (NG number) in which cracks or peeling occurred was counted by observing whether or not cracks occurred in the coating layers of 20 samples or whether the coating layer was peeled off from the light emitting element. .
結果を下記の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
1…光半導体装置
2…ハウジング
2a…内面
3…光半導体素子
3a…表面
4…コーティング層
4a…表面
5…封止剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (12)
アルケニル基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、
珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンと、
酸化珪素粒子と、
ヒドロシリル化反応用触媒とを含む、光半導体装置用コーティング材料。 An optical semiconductor device coating material used to form a coating layer on the surface of an optical semiconductor element,
A first organopolysiloxane having an alkenyl group;
A second organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom;
Silicon oxide particles,
A coating material for an optical semiconductor device, comprising a hydrosilylation reaction catalyst.
前記第2のオルガノポリシロキサンが、アリール基及び珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光半導体装置用コーティング材料。 The first organopolysiloxane is a first organopolysiloxane having an aryl group and an alkenyl group,
5. The coating material for an optical semiconductor device according to claim 1, wherein the second organopolysiloxane is a second organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to an aryl group and a silicon atom.
前記第2のオルガノポリシロキサンが、下記式(51)で表され、かつアリール基及び珪素原子に結合した水素原子を有する第2のオルガノポリシロキサンである、請求項5に記載の光半導体装置用コーティング材料。
6. The optical semiconductor device according to claim 5, wherein the second organopolysiloxane is a second organopolysiloxane represented by the following formula (51) and having a hydrogen atom bonded to an aryl group and a silicon atom. Coating material.
アリール基の含有比率(モル%)=(前記第1のオルガノポリシロキサン又は前記第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/前記第1のオルガノポリシロキサン又は前記第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X) The content ratio of the aryl group calculated | required from the following formula (X) in said 1st organopolysiloxane and said 2nd organopolysiloxane is 30 mol% or more and 70 mol% or less, respectively. The coating material for optical semiconductor devices of any one.
Aryl group content ratio (mol%) = (average number of aryl groups contained in one molecule of the first organopolysiloxane or the second organopolysiloxane × the molecular weight of the aryl group / the first organopolysiloxane) Number average molecular weight of siloxane or the second organopolysiloxane) × 100 Formula (X)
前記光半導体素子の表面上に配置されたコーティング層とを備え、
前記コーティング層が、請求項1〜10のいずれか1項に記載の光半導体装置用コーティング材料により形成されている、光半導体装置。 An optical semiconductor element;
A coating layer disposed on the surface of the optical semiconductor element,
The optical semiconductor device in which the said coating layer is formed with the coating material for optical semiconductor devices of any one of Claims 1-10.
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JP2019506465A (en) * | 2015-12-18 | 2019-03-07 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトWacker Chemie AG | Siloxane resin composition |
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2011
- 2011-03-15 JP JP2011056532A patent/JP2012193235A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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