JP3993149B2 - 発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Description
しかし、上述の脂環式エポキシ樹脂で封止した硬化樹脂は非常に脆く、冷熱サイクルによって亀裂破壊を生じ易く、耐湿性も極端に悪いため、長時間の信頼特性が要求される用途には不向きであった。
(1)(A)成分;芳香族エポキシ樹脂を直接水素化して得られた、芳香環の水素化率が90〜100%の水素化エポキシ樹脂を50〜100質量%含有するエポキシ樹脂
(B)成分;一般式(1)で示される酸無水物を20〜100質量%含有する酸無水物硬化剤
(C)成分;硬化促進剤
上記(A)、(B)及び(C)の各成分を含有して成る発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
本発明のエポキシ樹脂組成物の(A)成分における水素化エポキシ樹脂は、芳香族エポキシ樹脂を水素化したエポキシ樹脂であり、このエポキシ樹脂の例としてビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂又は4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂のようなビフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、トリスフェニロールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェニロールエタン型エポキシ樹脂、及びフェノールジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂の芳香環を水素化したエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂の芳香環を直接水添した水素化エポキシ樹脂が、高水添率のエポキシ樹脂が得られるという点で特に好ましい。
脂環式エポキシ樹脂の具体例としては、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが、原料入手の容易さ、及び本発明組成物のガラス転移温度向上の改良効果に優れるという点でより好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物中における酸無水物硬化剤としては、一般式(1)に包含される酸無水物硬化剤として挙げられる無水2−メチルグルタル酸、無水2,2−ジメチルグルタル酸、無水2,4−ジメチルグルタル酸、無水2,2−ジエチルグルタル酸、無水2,4−ジエチルグルタル酸、無水2−プロピルグルタル酸、無水2−ブチルグルタル酸等のうち、特に無水2,4−ジエチルグルタル酸が耐水性と耐熱性のバランスに優れるため好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物の(C)成分の硬化促進剤は、エポキシ樹脂と酸無水物の硬化反応を促進する目的で使用される。硬化促進剤の例としては、3級アミン類及びその塩類、イミダゾール類及びその塩類、有機ホスフィン化合物類、オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズ等の有機酸金属塩類が挙げられ、特に好ましい硬化促進剤は、有機ホスフィン化合物類である。添加する硬化促進剤の配合割合は、水素化酸無水物硬化剤100質量部に対し、0.01〜10質量部の範囲内である。この範囲を外れると、エポキシ樹脂硬化物の耐熱性及び耐湿性のバランスが悪くなるため好ましくない。
本発明のLED封止材用エポキシ樹脂組成物中に酸化防止剤を配合し、加熱時の酸化劣化を防止し着色の少ない硬化物とすることが好ましい。使用できる酸化防止剤は、フェノール系、硫黄系、リン系酸化防止剤を使用でき、エポキシ樹脂組成物100質量部中に0.01〜10質量部配合される。使用できる酸化防止剤の例としては、以下のような酸化防止剤が挙げられる。
ビスフェノール類;2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−{β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等。
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルル−3,3’−チオジプロピオネート等。
ホスファイト類;トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、ビス[2−t−ブチル−6−メチル−4−{2−(オクタデシルオキシカルボニル)エチル}フェニル]ヒドロゲンホスファイト等。
本発明のLED封止材用エポキシ樹脂組成物100質量部中に、紫外線吸収剤を0.01〜10質量部配合し、更に耐光性を向上させることができる。配合できる紫外線吸収剤は、一般のプラスチック用紫外線吸収剤を使用でき、例としては次のものが挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐光性に優れることにより、封止する発光素子は、ピーク波長が350〜550nmの比較的短い波長の光を発光する素子が好適である。このような発光素子としては有機金属気相成長法(MOCVD法)、分子線結晶成長法(MBE法)ハライド系気相成長法(HVPE法)により形成されたIII族窒化物系化合物半導体が挙げられ、一般式としてAlXGaYIn1−X−YN(0≦X≦1,0≦Y≦1,0≦X+Y≦1)で表され、AlX、GaN及びInNのいわゆる2元系、AlxGa1−XN、AlXIn1−XN及びGaXIn1−XN(以上において0≦X≦1)のいわゆる3元系を包含する。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合やpn接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルヘテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて次の成分を添加配合することができる。
(4)イオン吸着体。
(5)カップリング剤
水素化エポキシ樹脂としてエピコートYX8000(ジャパンエポキシレジン社商品名;ビスフェノールA型エポキシ樹脂を直接水添したエポキシ樹脂、水素化率100%、エポキシ当量;205g/当量)100部、硬化剤として無水2,4−ジエチルグルタル酸80部を温度60℃で均一になるまで混合した後、硬化促進剤としてヒシコーリンPX−4ET(日本化学工業社商品名;テトラ−n−ブチルホスホニウムo,o−ジエチルホスホロジチオエート)1部を添加し、撹拌、溶解してエポキシ樹脂組成物を得た。
この組成物を減圧下で脱泡した後、型の中に流し込み、オーブン中にて100℃で3時間、次いで、140℃で3時間硬化し硬化物を得た。このエポキシ硬化物の物性値を表1に示す。
エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、硬化促進剤及び添加剤を表1に示すように変える以外は、実施例1と同様の操作を行い、エポキシ樹脂組成物を得、硬化物を得た。エポキシ硬化物の物性値を表1に示す。
Claims (8)
- (A)成分;芳香族エポキシ樹脂を直接水素化して得られた、芳香環の水素化率が90〜100%の水素化エポキシ樹脂を50〜100質量%含有するエポキシ樹脂
(B)成分;一般式(1)で示される酸無水物を20〜100質量%含有する酸無水物硬化剤
(C)成分;硬化促進剤
上記(A)、(B)及び(C)の各成分を含有して成り、発光素子の発光層が350〜550nmに主発光ピークがある発光素子である発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。 - (A)成分における水素化エポキシ樹脂は、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂及び水添ビフェノール型エポキシ樹脂から選ばれる水素化エポキシ樹脂であることを特徴とする、請求項1記載の発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
- (C)成分の硬化促進剤が、3級アミン類、その塩類、イミダゾール類、その塩類、有機ホスフィン化合物類、その塩類、及び有機酸金属塩類から選ばれる少なくとも1種類の硬化促進剤であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
- (B)成分の酸無水物硬化剤中に無水ヘキサヒドロフタル酸及び/又は無水メチルヘキサヒドロフタル酸が10〜80質量%の割合で配合されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
- (A)成分のエポキシ樹脂中に、オレフィンをエポキシ化して得られる脂環式エポキシ樹脂が10〜50質量%の割合で配合されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
- フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤から選ばれる少なくとも1種類の酸化防止剤が、エポキシ樹脂組成物100質量部中に、0.01〜10質量部配合されて成る、請求項5に記載の発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
- 紫外線吸収剤がエポキシ樹脂組成物100質量部中に、0.01〜10質量部配合されて成る、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
- 発光素子が発光ダイオード(LED)であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光素子封止材用エポキシ樹脂組成物。
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