JP5204393B2 - Semiconductor optical device and transparent optical member - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor optical device in which a semiconductor light-emitting element or a semiconductor light-receiving element is sealed with a sealing material, and in which the sealing material is hardly deteriorated and a water absorbing rate is low. <P>SOLUTION: As for a formula (AR<SP>1</SP>R<SP>2</SP>SiOSiO<SB>1.5</SB>)<SB>n</SB>(R<SP>3</SP>R<SP>4</SP>HSiOSiO<SB>1.5</SB>)<SB>p</SB>(BR<SP>5</SP>R<SP>6</SP>SiOSiO<SB>1.5</SB>)<SB>q</SB>(HOSiO<SB>1.5</SB>)<SB>m-n-p-q</SB>is given. In this formula, the character A denotes a group having carbon-carbon unsaturated linkage, B denotes a substituted or unsubstituted alkyl group or hydroxyl group, R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>, R<SP>3</SP>, R<SP>4</SP>, R<SP>5</SP>, R<SP>6</SP>each independently denote a functional group selected from among a lower alkyl group, a phenyl group and a lower aryl alkyl group, m denotes a number selected from among 6, 8, 10, 12, n denotes an integer 1 to m-1, p denotes an integer 1 to m-n, and q denotes an integer 0 to m-n-p. The semiconductor light-emitting element or the semiconductor light-receiving element is sealed with a silicon compound containing a cage type silsesquioxane compound represented by the formula or a cage type silsesquioxane compound patial polymer in which this compound performs partial addition reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、シルセスキオキサン化合物を封止材として用いた半導体光装置、及びシルセスキオキサン化合物を成形材として用いた透明光学部材に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor optical device using a silsesquioxane compound as a sealing material, and a transparent optical member using a silsesquioxane compound as a molding material.

近年、発光ダイオード、レーザーダイオード、半導体レーザー等の半導体発光素子が発光光源として利用されている。特に発光ダイオードは長寿命な小型光源としてサイン光源用途やディスプレイ光源用途として幅広く利用されている。   In recent years, semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes, laser diodes, and semiconductor lasers have been used as light emitting sources. In particular, light-emitting diodes are widely used as sign light sources and display light sources as long-life compact light sources.

また、半導体発光素子は白色LEDユニットを組み込んだ照明用器具としての開発も進められており、今後ますます広く普及していくことが予想されている。白色LEDユニットに用いられる白色LEDの光源には青・近紫外域LEDが用いられ、照明用器具としての要求を満足させるために高出力・高輝度化を達成するための開発が進められている。   In addition, semiconductor light-emitting elements are being developed as lighting fixtures incorporating white LED units, and are expected to become increasingly widespread in the future. Blue and near-ultraviolet LEDs are used as the white LED light source used in the white LED unit, and development is being carried out to achieve high output and high brightness in order to satisfy the requirements of lighting equipment. .

そしてこのように高出力・高輝度化された半導体発光素子からは高い熱エネルギー及び光エネルギーが発せられるために、このような半導体発光素子を基板上に実装して封止した場合には、一般に用いられているエポキシ系の封止材の場合、封止材が急速に劣化してしまい、比較的低寿命になるという問題があった。   And since high heat energy and light energy are emitted from the semiconductor light emitting device with high output and high brightness in this way, when such a semiconductor light emitting device is mounted on a substrate and sealed, generally, In the case of the epoxy-based sealing material used, there is a problem that the sealing material deteriorates rapidly and the life becomes relatively short.

前記問題を解決するために、耐熱・耐候性に優れた封止材、例えばシロキサン化合物のような金属酸化物や低融点ガラス等を用いた封止材が検討されている。例えば、特許文献1では耐熱・耐光性に優れた材料として、ゾル−ゲル法により得られる金属酸化物であるメタロキサンを用いて半導体発光素子を封止することにより得られる半導体装置が開示されている。   In order to solve the above problems, a sealing material excellent in heat resistance and weather resistance, for example, a sealing material using a metal oxide such as a siloxane compound, low melting point glass, or the like has been studied. For example, Patent Document 1 discloses a semiconductor device obtained by sealing a semiconductor light-emitting element using a metalloxane, which is a metal oxide obtained by a sol-gel method, as a material having excellent heat resistance and light resistance. .

しかし、ゾル−ゲル法で得られる金属酸化物であるメタロキサンは、多孔質構造となってしまうため吸水率が高く、使用時に吸湿してクラック等が生じる恐れがあるという問題があった。   However, metalloxane, which is a metal oxide obtained by a sol-gel method, has a porous structure and thus has a high water absorption rate, and has a problem that it may absorb moisture during use and cause cracks.

また、情報の記録として、樹脂ディスクに光を照射して記録する例えばDVD装置等が用いられており、近年の高容量化の要望に対応するため、青・近紫外域の光を照射して記録・読み出しする装置が検討されている。そして樹脂ディスクに記録された情報を読み取る場合には、青・近紫外域のレーザー光を樹脂ディスクの記録面に照射して、記録面で反射した光を半導体受光素子で受光することにより、情報の読み出しが行われている。このような半導体受光素子も、一般に封止材で封止されて保護されており、従来の赤色レーザー光を用いたものと比較して高出力のレーザー光が照射されるため、エポキシ系の封止材を用いた場合、封止材が劣化しやすいという問題があった。   For recording information, for example, a DVD device that records light by irradiating a resin disk is used. In order to meet the recent demand for high capacity, light in the blue / near ultraviolet region is irradiated. Devices for recording / reading are being studied. When reading the information recorded on the resin disk, the laser light in the blue / near ultraviolet region is irradiated onto the recording surface of the resin disk, and the light reflected by the recording surface is received by the semiconductor light receiving element. Is being read. Such a semiconductor light receiving element is generally sealed and protected by a sealing material, and is irradiated with a high-power laser beam as compared with a conventional one using a red laser beam. When the stop material is used, there is a problem that the sealing material is easily deteriorated.

さらに、DVD装置では、記録スピードの向上も要望されている。ディスクの回転スピードアップにより記録速度向上が図られるが、回転スピードが速いと、遅いときと比較して一定時間中にディスクに照射されるレーザー光量(パワー密度)が減少する。この減少分を補完する目的でレーザーパワーの増大が進行しており、この点でもエポキシ系の封止材を用いた場合、封止材が劣化しやすいという問題があった。   In addition, the DVD apparatus is also required to improve the recording speed. The recording speed can be improved by increasing the rotational speed of the disk. However, if the rotational speed is high, the amount of laser light (power density) irradiated on the disk during a certain time is reduced compared to when the rotational speed is low. In order to compensate for this decrease, the increase in laser power has progressed. In this respect as well, there has been a problem that when an epoxy-based sealing material is used, the sealing material tends to deteriorate.

また、上記青・近紫外域のレーザー光を樹脂ディスクの記録面に照射して、記録面で反射した光を半導体受光素子で受光するに際し、レーザー光の径を絞ったり、光路を曲げることが行われており、この場合に用いられるレンズやプリズム等の透明光学部材も、比較的高出力のレーザー光が照射されるため、エポキシ系の樹脂を用いて製造した場合、劣化し易いという問題があった。
特許第3412152号公報
Also, when the laser light in the blue / near ultraviolet region is irradiated onto the recording surface of the resin disk and the light reflected by the recording surface is received by the semiconductor light receiving element, the diameter of the laser light may be reduced or the optical path may be bent. Since transparent optical members such as lenses and prisms used in this case are also irradiated with relatively high output laser light, there is a problem that they are easily deteriorated when manufactured using an epoxy resin. there were.
Japanese Patent No. 3412152

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子または半導体受光素子を封止材で封止した半導体光装置において、封止材が劣化し難く寿命に優れた半導体光装置を提供することを目的とするものであり、また青・近紫外域の光が照射される部分に使用される透明光学部材において、劣化し難く寿命に優れた透明光学部材を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and in a semiconductor optical device in which a semiconductor light-emitting element or a semiconductor light-receiving element is sealed with a sealing material, a semiconductor optical device having an excellent life span in which the sealing material is hardly deteriorated. An object of the present invention is to provide a transparent optical member that is difficult to deteriorate and has a long life in a transparent optical member that is intended to be provided and is used in a portion irradiated with light in the blue / near ultraviolet region. To do.

本発明の請求項1に係る半導体光装置は、下記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物を含有するケイ素化合物で、半導体発光素子又は半導体受光素子を封止して成ることを特徴とするものである。   The semiconductor optical device according to claim 1 of the present invention contains a cage silsesquioxane compound represented by the following formula (1) or a cage silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound. The silicon compound is formed by sealing a semiconductor light emitting element or a semiconductor light receiving element.

(ARSiOSiO1.5(RHSiOSiO1.5(BRSiOSiO1.5(HOSiO1.5m−n−p−q …(1)
(式(1)中、Aはシクロヘキセニル基を有する基、Bは置換又は非置換の飽和アルキル基もしくは水酸基、R,R,R,R,R,Rは各々独立に低級アルキル基、フェニル基、低級アリールアルキル基から選ばれた官能基を表し、mは6,8,10,12から選ばれた数、nは1〜m−1の整数、pは1〜m−nの整数,qは0〜m−n−pの整数を表す)
また請求項2の発明は、請求項1において、上記式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物の他に、下記式(2)で示される化合物を含有することを特徴とするものである。
(AR 1 R 2 SiOSiO 1.5 ) n (R 3 R 4 HSiOSiO 1.5 ) p (BR 5 R 6 SiOSiO 1.5 ) q (HOSiO 1.5 ) m- npq (1)
(In the formula (1), A is a group having a cyclohexenyl group , B is a substituted or unsubstituted saturated alkyl group or hydroxyl group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are each independently It represents a functional group selected from a lower alkyl group, a phenyl group, and a lower arylalkyl group, m is a number selected from 6, 8, 10, and 12, n is an integer of 1 to m-1, and p is 1 to m. An integer of -n, q represents an integer of 0 to mnp)
The invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, in addition to the cage silsesquioxane compound of the above formula (1), the compound of the following formula (2) is contained. .

HRSi−X−SiHR10 …(2)
(式(2)中、Xは2価の官能基又は酸素原子を表し、R,R,R,R10は各々独立に炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子を表す)
また請求項3の発明は、請求項1において、上記式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物の他に、下記式(3)で示される化合物を含有することを特徴とするものである。
C=CH−Y−CH=CH …(3)
(式(3)中、Yは2価の官能基を表す)
本発明の請求項4に係る透明光学部材は、下記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物を含有するケイ素化合物を、重合して成ることを特徴とするものである。
HR 7 R 8 Si-X- SiHR 9 R 10 ... (2)
(In formula (2), X represents a divalent functional group or an oxygen atom, and R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom)
The invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1, in addition to the cage silsesquioxane compound of the above formula (1), a compound represented by the following formula (3) is contained. .
H 2 C = CH-Y- CH = CH 2 ... (3)
(In formula (3), Y represents a divalent functional group)
The transparent optical member according to claim 4 of the present invention contains a cage silsesquioxane compound represented by the following formula (1) or a cage silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound. It is characterized by polymerizing a silicon compound.

(ARSiOSiO1.5(RHSiOSiO1.5(BRSiOSiO1.5(HOSiO1.5m−n−p−q …(1)
(式(1)中、Aはシクロヘキセニル基を有する基、Bは置換又は非置換の飽和アルキル基もしくは水酸基、R,R,R,R,R,Rは各々独立に低級アルキル基、フェニル基、低級アリールアルキル基から選ばれた官能基を表し、mは6,8,10,12から選ばれた数、nは1〜m−1の整数、pは1〜m−nの整数,qは0〜m−n−pの整数を表す)
また請求項5の発明は、請求項4において、上記式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物の他に、下記式(2)で示される化合物を含有することを特徴とするものである。
(AR 1 R 2 SiOSiO 1.5 ) n (R 3 R 4 HSiOSiO 1.5 ) p (BR 5 R 6 SiOSiO 1.5 ) q (HOSiO 1.5 ) m- npq (1)
(In the formula (1), A is a group having a cyclohexenyl group , B is a substituted or unsubstituted saturated alkyl group or hydroxyl group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are each independently It represents a functional group selected from a lower alkyl group, a phenyl group, and a lower arylalkyl group, m is a number selected from 6, 8, 10, and 12, n is an integer of 1 to m-1, and p is 1 to m. An integer of -n, q represents an integer of 0 to mnp)
The invention of claim 5 is characterized in that, in claim 4, in addition to the cage silsesquioxane compound of the above formula (1), a compound represented by the following formula (2) is contained. .

HRSi−X−SiHR10 …(2)
(式(2)中、Xは2価の官能基又は酸素原子を表し、R,R,R,R10は各々独立に炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子を表す)
また請求項6の発明は、請求項4において、上記式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物の他に、下記式(3)で示される化合物を含有することを特徴とするものである。
C=CH−Y−CH=CH …(3)
(式(3)中、Yは2価の官能基を表す)
HR 7 R 8 Si-X- SiHR 9 R 10 ... (2)
(In formula (2), X represents a divalent functional group or an oxygen atom, and R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom)
The invention of claim 6 is characterized in that, in claim 4, it contains a compound represented by the following formula (3) in addition to the cage silsesquioxane compound of the above formula (1). .
H 2 C = CH-Y- CH = CH 2 ... (3)
(In formula (3), Y represents a divalent functional group)

式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物は、シリコン原子と酸素原子で形成された多面体構造のシリコン原子に、シロキサン結合を介して結合した水素原子と、シロキサン結合を介して結合した炭素−炭素不飽和結合を有する基とを有しているため、水素原子が、他のかご型シルセスキオキサン化合物の炭素−炭素不飽和結合を有する基とヒドロシリル化反応して、付加重合することにより架橋して硬化し、シリカのナノサイズかご型構造を有機のセグメントでつなぎ合わせたような三次元架橋構造を形成するものであり、ガラスライクな機能を発現し、青・近紫外域の光が照射された状態で使用されても劣化し難く、かつ吸水率が低い硬化物となる。   The cage silsesquioxane compound of the formula (1) is a carbon-bonded hydrogen atom bonded via a siloxane bond to a silicon atom having a polyhedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms via a siloxane bond. A group having a carbon unsaturated bond, so that a hydrogen atom undergoes a hydrosilylation reaction with a group having a carbon-carbon unsaturated bond of another cage-type silsesquioxane compound to perform addition polymerization. It is crosslinked and cured to form a three-dimensional crosslinked structure in which silica nano-sized cage structures are connected by organic segments. It exhibits a glass-like function and emits light in the blue and near ultraviolet range. Even if it is used in an irradiated state, it is hard to deteriorate and becomes a cured product having a low water absorption.

また、両末端に−SiH基を有する式(2)の化合物を反応性モノマーとして式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物に反応させることによって、かご型シルセスキオキサン化合物の炭素−炭素不飽和結合(−C=C)に−SiHがヒドロシリル化反応して付加重合し、式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物を式(2)の化合物で架橋して硬化させることができ、未反応残基の少ない、より均一なネットワーク構造でかご型シルセスキオキサン化合物の三次元架橋構造を形成することができるものであり、硬化体のストレスクラッキングを抑制することができると共に強靭性を高めることができ、またブルーレイなど短波長高エネルギー光に対する照射耐性を向上することができるものである。   Further, by reacting the compound of the formula (2) having —SiH groups at both ends with the cage silsesquioxane compound of the formula (1) as a reactive monomer, the carbon-carbon of the cage silsesquioxane compound. -SiH can be hydrosilylated to an unsaturated bond (-C = C) to undergo addition polymerization, and the cage silsesquioxane compound of formula (1) can be crosslinked and cured with the compound of formula (2). It can form a three-dimensional crosslinked structure of a cage silsesquioxane compound with a more uniform network structure with fewer unreacted residues, and can suppress stress cracking of the cured product and toughness In addition, it is possible to improve the irradiation resistance against short wavelength high energy light such as Blu-ray.

また、両末端に−CH=CH基を有する式(3)の化合物を反応性モノマーとして式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物に反応させることによって、かご型シルセスキオキサン化合物の水素原子に−CH=CHがヒドロシリル化反応して付加重合し、式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物を式(3)の化合物で架橋して硬化させることができ、未反応残基の少ない、より均一なネットワーク構造でかご型シルセスキオキサン化合物の三次元架橋構造を形成することができるものであり、硬化体のストレスクラッキングを抑制することができると共に強靭性を高めることができ、またブルーレイなど短波長高エネルギー光に対する照射耐性を向上することができるものである。 Further, by reacting the compound of the formula (3) having —CH═CH 2 groups at both ends with the cage silsesquioxane compound of the formula (1) as a reactive monomer, the cage silsesquioxane compound -CH = CH 2 is addition polymerization by hydrosilylation reaction of a hydrogen atom, a cage silsesquioxane compound of formula (1) can be cured by crosslinking with a compound of formula (3), unreacted residual It can form a three-dimensional cross-linked structure of a cage silsesquioxane compound with a more uniform network structure with fewer groups, which can suppress stress cracking of the cured product and increase toughness It is also possible to improve the irradiation resistance against short wavelength high energy light such as Blu-ray.

従って本発明では、劣化し難く寿命に優れた封止材で半導体光装置を形成することができるものであり、また劣化し難く寿命に優れた材料で透明光学部材を得ることができるものである。   Therefore, in the present invention, a semiconductor optical device can be formed with a sealing material that is not easily deteriorated and has a long life, and a transparent optical member can be obtained from a material that is hardly deteriorated and has a long life. .

また、かご型シルセスキオキサン化合物に水酸基を導入することによって、表面が水酸基で覆われるTiOやZrO等の重金属ゾルとの親和性を高めることができ、かご型シルセスキオキサン化合物と重金属ゾルとの分散性を高めて、重金属ゾルの導入によって屈折率を均一に高めた硬化物を得ることができるものである。   Moreover, by introducing a hydroxyl group into the cage silsesquioxane compound, the affinity with a heavy metal sol such as TiO or ZrO whose surface is covered with a hydroxyl group can be increased. The hardened | cured material which improved the dispersibility and can raise the refractive index uniformly by introduction | transduction of heavy metal sol can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図1は半導体光装置の一例を示すものであり、基板1の表面に半導体発光素子2を実装し、半導体発光素子2の全体と基板1の表面の一部が封止材3により封止してある。この封止材3の表面には蛍光体の層4が形成してある。また基板1上には電子回路5が形成してあって、図1の実施の形態ではボンディングワイヤ6で半導体発光素子2と電気的に接続してある。   FIG. 1 shows an example of a semiconductor optical device. A semiconductor light emitting element 2 is mounted on the surface of a substrate 1, and the entire semiconductor light emitting element 2 and a part of the surface of the substrate 1 are sealed with a sealing material 3. It is. A phosphor layer 4 is formed on the surface of the sealing material 3. Further, an electronic circuit 5 is formed on the substrate 1 and is electrically connected to the semiconductor light emitting element 2 by a bonding wire 6 in the embodiment of FIG.

上記の半導体発光素子2としては、公知の半導体発光素子2を使用することができるが、450nm以下の青色や近紫外域の波長の光を出力する素子を用いる場合、得られる半導体光装置の照度を高めたり、演色性を高めることができるために好ましい。半導体発光素子2の具体例としては、例えば半導体基材上にGaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInGaN等の半導体を発光層として形成させたものを用いることができる。この半導体発光素子2の実装は、基板1の半導体発光素子2を実装する部分に半導体発光素子2を載置し、ワイヤボンディング実装やフリップチップ実装等することにより行なうことができる。   As the semiconductor light emitting element 2, a known semiconductor light emitting element 2 can be used. When an element that outputs light having a wavelength of 450 nm or less in blue or near-ultraviolet region is used, the illuminance of the obtained semiconductor optical device This is preferable because the color rendering properties can be improved. As a specific example of the semiconductor light emitting element 2, for example, a semiconductor substrate made of GaAlN, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlInGaP, InGaN, GaN, AlInGaN or the like as a light emitting layer is used. it can. The semiconductor light emitting element 2 can be mounted by mounting the semiconductor light emitting element 2 on a portion of the substrate 1 where the semiconductor light emitting element 2 is mounted, and performing wire bonding mounting, flip chip mounting, or the like.

また上記の基板1は、セラミックス材料、熱可塑性樹脂・熱硬化性樹脂等の樹脂材料を各種成形法により所望の形状に成形して得ることができるものであり、その形状は特に限定されない。基板1に用いることのできるセラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、炭化ケイ素等を挙げることができ、これらは公知の圧縮成形や射出成形(CIM)等により成形し、焼結することによって基板1として形成することができる。セラミックス材料は熱伝導性に優れているために半導体発光素子2の発熱による熱を基板1の全体に拡散させ、効率的に放熱できる点から好ましく用いることができるものである。また、樹脂材料としては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフタルイミド(PPA)或いは液晶ポリマー(LCP)等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。この樹脂材料にガラス、シリカ、アルミナ等の充填材を配合することによって、基板1の熱伝導性や耐熱性を向上させることができるものである。   Moreover, said board | substrate 1 can be obtained by shape | molding resin materials, such as a ceramic material and a thermoplastic resin and a thermosetting resin, in a desired shape by various shaping | molding methods, The shape is not specifically limited. Examples of the ceramic material that can be used for the substrate 1 include alumina, aluminum nitride, zirconia, and silicon carbide. These are formed by known compression molding, injection molding (CIM), or the like and sintered. The substrate 1 can be formed. Since the ceramic material is excellent in thermal conductivity, it can be preferably used from the viewpoint that the heat generated by the semiconductor light emitting element 2 can be diffused throughout the substrate 1 to efficiently dissipate heat. As the resin material, thermoplastic resins such as polyphenylene sulfide (PPS), polyphthalimide (PPA), or liquid crystal polymer (LCP), and thermosetting resins such as epoxy resin and phenol resin can be used. By adding a filler such as glass, silica, alumina or the like to the resin material, the thermal conductivity and heat resistance of the substrate 1 can be improved.

さらに基板1の表面には、上記のように半導体発光素子2と接続する所定パターンの電気回路5が形成してあるが、この形成方法は特に限定されず公知の方法を用いることができるものである。   Further, the electric circuit 5 having a predetermined pattern connected to the semiconductor light emitting element 2 is formed on the surface of the substrate 1 as described above. However, the formation method is not particularly limited, and a known method can be used. is there.

尚、図1の実施の形態では、本発明に係る半導体光装置を、半導体発光素子2を封止材3で封止した半導体発光装置で説明したが、半導体受光素子を封止材で封止した半導体受光装置であってもよいのはいうまでもない。   In the embodiment of FIG. 1, the semiconductor optical device according to the present invention has been described with a semiconductor light emitting device in which the semiconductor light emitting element 2 is sealed with the sealing material 3. However, the semiconductor light receiving element is sealed with the sealing material. Needless to say, the semiconductor light receiving device may be used.

そして本発明において、上記の封止材3は、下記の式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、またはこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物を含有するケイ素化合物を、架橋して形成されるものである。   And in this invention, said sealing material 3 is the cage silsesquioxane compound represented by following formula (1), or the cage silsesquioxane compound partial polymer which this compound carried out the partial addition reaction. It is formed by cross-linking the contained silicon compound.

(ARSiOSiO1.5(RHSiOSiO1.5(BRSiOSiO1.5)(HOSiO1.5m−n−p−q …(1)
上記の式(1)において、Aは炭素−炭素不飽和結合を有する基を表すものであり、炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を基の一部に含むものであれば特に限定はされない。例えば、アルケニル基、アルキニル基、シクロヘキセニル基を含むものを挙げることができるものであり、アルケニル基またはアルキニル基を含む基としては、例えばビニル基、アリル基等の炭素−炭素二重結合を有する基や、エチニル基、プロピニル基等の炭素−炭素三重結合を有する基を挙げることができる。また炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有する基と、不飽和基を有しない2価の基が結合した基を挙げることもできるものであり、この不飽和基を有しない2価の基が結合した基の例としては、シクロヘキセニルエチルジメチルシロキシ基等を挙げることができる。
(AR 1 R 2 SiOSiO 1.5 ) n (R 3 R 4 HSiOSiO 1.5 ) p (BR 5 R 6 SiOSiO 1.5 ) q (HOSiO 1.5 ) m- npq (1)
In the above formula (1), A represents a group having a carbon-carbon unsaturated bond, and is particularly limited as long as it includes a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond as part of the group. Not done. Examples thereof include those containing an alkenyl group, alkynyl group, and cyclohexenyl group. Examples of the group containing an alkenyl group or alkynyl group include a carbon-carbon double bond such as a vinyl group or an allyl group. And a group having a carbon-carbon triple bond such as an ethynyl group and a propynyl group. In addition, a group in which a group having a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond and a divalent group not having an unsaturated group are bonded can also be mentioned, and the divalent not having this unsaturated group. Examples of the group to which these groups are bonded include a cyclohexenylethyldimethylsiloxy group.

また上記の式(1)において、Bは置換または非置換の飽和アルキル基もしくは水酸基を表すものである。置換または非置換の飽和アルキル基としては、例えば、置換または非置換で炭素数1〜8の1価の飽和炭化水素基を挙げることができる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;2−フェニルエチル基、2−フェニルプロピル基、3−フェニルプロピル基等のアラルキル基;クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換炭化水素基等を例示することができる。これらの中でも、反応時の立体障害を減らす点から炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。尚、一つの分子内に複数のB基を有する場合、すなわちq≧2の場合、それぞれのB基は同じであってもよく、異なっていてもよい。   In the above formula (1), B represents a substituted or unsubstituted saturated alkyl group or hydroxyl group. Examples of the substituted or unsubstituted saturated alkyl group include substituted or unsubstituted monovalent saturated hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. Specifically, alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group; methoxy group, ethoxy group, etc. Alkoxy groups; aralkyl groups such as 2-phenylethyl group, 2-phenylpropyl group and 3-phenylpropyl group; halogen substitution such as chloromethyl group, γ-chloropropyl group and 3,3,3-trifluoropropyl group A hydrocarbon group etc. can be illustrated. Among these, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable from the viewpoint of reducing steric hindrance during the reaction, and a methyl group is particularly preferable. In addition, when it has several B group in one molecule | numerator, ie, when q> = 2, each B group may be the same and may differ.

また上記の式(1)において、R,R,R,R,R,Rは、各々独立して、低級アルキル基、フェニル基、低級アリールアルキル基から選ばれた一つの官能基を表すものであり、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数が1〜4のアルキル基や、フェニル基や、ベンジル基、フェネチル基等の炭素数7〜10のアリールアルキル基を例示することができる。これらの中でも、反応の立体障害を減らす点から、メチル基が好ましく、屈折率を高める点からフェニルが好ましい。 In the above formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are each independently one selected from a lower alkyl group, a phenyl group, and a lower arylalkyl group. It represents a functional group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group, or an arylalkyl group having 7 to 10 carbon atoms such as a phenyl group, a benzyl group or a phenethyl group. It can be illustrated. Among these, a methyl group is preferable from the viewpoint of reducing the steric hindrance of the reaction, and phenyl is preferable from the viewpoint of increasing the refractive index.

さらに上記の式(1)において、mは6,8,10,12から選ばれた数を表し、nは1〜m−1の整数を表し、pは1〜m−nの整数を表し、qは0〜m−n−pの整数を表すものである。   Further, in the above formula (1), m represents a number selected from 6, 8, 10, and 12, n represents an integer of 1 to m-1, p represents an integer of 1 to mn, q represents an integer of 0 to mnp.

上記のかご型シルセスキオキサン化合物としては、例えば次の式(4)や式(5)で表されるものを挙げることができる。   Examples of the cage silsesquioxane compound include those represented by the following formulas (4) and (5).

式(4)の化合物は、上記の式(1)において、m=8、n=4、p=4、q=0、R,R,R,Rがメチル基(Me)の化合物であり、シリコン原子と酸素原子で形成された略6面体構造を構成する8つのシリコン原子のうち、4つのシリコン原子に、シロキサン結合(−O−Si−)を介して基Aが結合し、他の4つのシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介して水素原子が結合した構造を有するものである。尚、式(4)の構造式は、略6面体構造を構成する8つのシリコン原子のうち4つのシリコン原子に(−O−SiMe−A)が一つずつ結合し、他の4つのシリコン原子に(−O−SiMeH)が一つずつ結合していることを簡略化して表現している(以下の構造式においても同様に簡略化して表現する)。 In the compound of formula (4), m = 8, n = 4, p = 4, q = 0, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are methyl groups (Me) in the above formula (1). The group A is bonded to four silicon atoms through eight siloxane bonds (—O—Si—) out of eight silicon atoms that form a substantially hexahedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms. The hydrogen atom is bonded to the other four silicon atoms via a siloxane bond (—O—Si—). In addition, the structural formula of the formula (4) indicates that (—O—SiMe 2 —A) is bonded to each of four silicon atoms out of the eight silicon atoms constituting the substantially hexahedral structure, and the other four silicon atoms. The fact that (—O—SiMe 2 H) is bonded to an atom one by one is expressed in a simplified manner (the following structural formula is also expressed in a simplified manner).

また式(5)の化合物は、上記式(1)において、m=8、n=3、p=3、q=2、R,R,R,R,R,R及びBがメチル基の化合物であり、シリコン原子と酸素原子で形成された略6面体構造を構成する8つのシリコン原子のうち、3つのシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介して基Aが結合し、他の3つのシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介して水素原子が結合し、残りの2つのシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介してBのメチル基が結合した構造を有するものである。尚、式(5)の構造式は、略6面体構造を構成する8つのシリコン原子のうち、3つのシリコン原子に(−O−SiMe−A)が一つずつ結合し、他の3つのシリコン原子に(−O−SiMeH)が一つずつ結合し、残りの2つのシリコン原子に(−O−SiMe)が一つずつ結合していることを簡略化して表現している。 In addition, the compound of the formula (5) has the following formula (1): m = 8, n = 3, p = 3, q = 2, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and B is a compound having a methyl group, and among eight silicon atoms constituting a substantially hexahedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms, three silicon atoms are grouped via a siloxane bond (—O—Si—). A is bonded, a hydrogen atom is bonded to the other three silicon atoms via a siloxane bond (—O—Si—), and a B atom is bonded to the remaining two silicon atoms via a siloxane bond (—O—Si—). It has a structure in which the methyl group is bonded. In addition, the structural formula of Formula (5) indicates that (—O—SiMe 2 —A) is bonded to three silicon atoms one by one among the eight silicon atoms constituting the substantially hexahedral structure, and the other three It is expressed in a simplified manner that (—O—SiMe 2 H) is bonded to silicon atoms one by one and (—O—SiMe 3 ) is bonded to the remaining two silicon atoms one by one.

次に、上記のかご型シルセスキオキサンの合成方法の一例を説明する。まず、略6面体構造を有するオクタアニオン(Si12 8−)と、クロロヒドリドジメチルシランのような反応性ハロゲンとを反応させ、オクタアニオンの8つのシリコン原子にヒドリドジメチルシロキシ基を結合させて、オクタキス[ヒドリドジメチルシロキシ]シルセスキオキサン(OHSS)を調製する。そしてこのOHSSを用いて、4−ビニル−1−シクロヘキセン等の炭素−炭素不飽和基を分子中に2つ以上有する化合物を当量未満で反応させることにより、一部のヒドリドジメチルシロキシ基に不飽和基を分子中に2つ以上有する化合物を付加反応させ、シリコン原子と酸素原子で形成された略6面体構造を構成する8つのシリコン原子の一部に炭素−炭素不飽和結合を有する基が結合し、他のシリコン原子にヒドリドジメチルシロキシ基が結合した、式(4)のようなかご型シルセスキオキサン化合物を調製することができる。尚、上記オクタアニオンは、水酸化テトラメチルアンモニウムとテトラエトキシシランを反応させることにより得ることが可能である。 Next, an example of a method for synthesizing the above cage silsesquioxane will be described. First, an octaanion (Si 8 O 12 8− ) having a substantially hexahedral structure is reacted with a reactive halogen such as chlorohydridodimethylsilane to bond a hydridodimethylsiloxy group to the eight silicon atoms of the octaanion. To prepare octakis [hydridodimethylsiloxy] silsesquioxane (OHSS). Then, by using this OHSS, a compound having two or more carbon-carbon unsaturated groups such as 4-vinyl-1-cyclohexene in the molecule is reacted in an amount less than an equivalent amount, thereby unsaturated some hydridodimethylsiloxy groups. A compound having a carbon-carbon unsaturated bond is bonded to a part of eight silicon atoms constituting an approximately hexahedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms by addition reaction of a compound having two or more groups in the molecule. Then, a cage silsesquioxane compound represented by the formula (4) in which a hydridodimethylsiloxy group is bonded to another silicon atom can be prepared. The octaanion can be obtained by reacting tetramethylammonium hydroxide with tetraethoxysilane.

また、ジメチルビニルクロロシラン、ジメチルアリルクロロシラン、クロロシクロアルケニルジメチルシラン等の炭素−炭素不飽和基を有する反応性ハロゲンとクロロヒドリドジメチルシランとの混合物をオクタアニオンと反応させることにより、シリコン原子と酸素原子で形成された略6面体構造を構成する8つのシリコン原子の一部に炭素−炭素不飽和結合を有する基が結合し、他のシリコン原子にヒドリドジメチルシロキシ基が結合した、式(4)のようなかご型シルセスキオキサン化合物を調製することができる。   Further, by reacting a mixture of a reactive halogen having a carbon-carbon unsaturated group such as dimethylvinylchlorosilane, dimethylallylchlorosilane, chlorocycloalkenyldimethylsilane and chlorohydridodimethylsilane with an octaanion, a silicon atom and an oxygen atom In the formula (4), a group having a carbon-carbon unsaturated bond is bonded to a part of the eight silicon atoms constituting the substantially hexahedral structure formed by the above, and a hydridodimethylsiloxy group is bonded to another silicon atom. Such a cage-type silsesquioxane compound can be prepared.

さらにこの混合物をオクタアニオンと反応させるときに、クロロトリメチルシランのような不飽和基や活性水素を有しない反応性ハロゲンをも混合して反応させることにより、略6面体構造を構成する8つのシリコン原子の一部に反応性を有しない基が結合した、式(5)のようなかご型シルセスキオキサン化合物を調製することができる。   Further, when this mixture is reacted with octaanion, an unsaturated group such as chlorotrimethylsilane and a reactive halogen having no active hydrogen are also mixed and reacted to thereby form eight silicons constituting a substantially hexahedral structure. A cage-type silsesquioxane compound represented by the formula (5) in which a non-reactive group is bonded to some of the atoms can be prepared.

上記のようにして得られるかご型シルセスキオキサン化合物は、シリコン原子と酸素原子で形成された略6面体構造のシリコン原子にシロキサン結合を介して結合した水素原子と、炭素−炭素不飽和結合基を有する基とを有しているため、この水素原子が、他のかご型シルセスキオキサン化合物の炭素−炭素不飽和結合基に含まれる不飽和基とヒドロシリル化反応して、付加重合することにより架橋して硬化し、三次元架橋構造を形成するものである。図2にシリコン原子と酸素原子で形成された略6面体構造(符号7)が架橋結合された三次元架橋構造を模式的に示す。また[化2]に、式(4)のAがシクロヘキセニル基であるかご型シルセスキオキサン化合物の、三次元架橋構造の架橋反応を示す。この三次元架橋構造は、シリカ(ガラス)のナノサイズかご型構造を有機のセグメントでつなぎ合わせたような構造を有しているものであり、ガラスライクな機能を発現させることができるものである。   The cage-type silsesquioxane compound obtained as described above comprises a hydrogen atom bonded to a silicon atom having a substantially hexahedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms via a siloxane bond, and a carbon-carbon unsaturated bond. Therefore, the hydrogen atom undergoes a hydrosilylation reaction with an unsaturated group contained in the carbon-carbon unsaturated bond group of another cage-type silsesquioxane compound to undergo addition polymerization. Thus, the resin is cross-linked and cured to form a three-dimensional cross-linked structure. FIG. 2 schematically shows a three-dimensional crosslinked structure in which a substantially hexahedral structure (symbol 7) formed of silicon atoms and oxygen atoms is crosslinked. [Chemical Formula 2] shows a cross-linking reaction of a three-dimensional cross-linked structure of a cage silsesquioxane compound in which A in the formula (4) is a cyclohexenyl group. This three-dimensional crosslinked structure has a structure in which silica (glass) nano-sized squirrel-type structures are connected by organic segments, and can exhibit a glass-like function. .

ここで、この反応する炭素−炭素不飽和結合基と水素原子は共に、シルセスキオキサン(Si12)の多面体構造の部分と、シロキサン結合(−O−Si−)を介して結合しているため、他のかご型シルセスキオキサン化合物と重合する際に、立体障害が起きにくくなっており、反応率が高い硬化物を得ることが可能となるものであり、また未反応残基が少なくなって、未反応残基に起因する信頼性低下を防ぐことが可能になるものである。さらにこのようにシリカ(ガラス)のナノサイズかご型構造を有しているため、ゾル−ゲル法により得られるメタロキサン等と比較して架橋密度が高くなり、吸水率が低い硬化物を得ることができるものである。 Here, the reacting carbon-carbon unsaturated bond group and the hydrogen atom are bonded to the polyhedral structure part of silsesquioxane (Si 8 O 12 ) via a siloxane bond (—O—Si—). Therefore, it is difficult to cause steric hindrance when polymerizing with other cage-type silsesquioxane compounds, and it is possible to obtain a cured product having a high reaction rate, and unreacted residues. As a result, the reliability can be prevented from decreasing due to unreacted residues. Furthermore, since it has a nano-sized cage structure of silica (glass) as described above, a cured product having a high cross-linking density and a low water absorption rate can be obtained as compared with metalloxane obtained by a sol-gel method. It can be done.

また、上記のように得られる硬化物の架橋構造は、シルセスキオキサンの多面体構造を構成するシリコン原子が4つの酸素原子と結合していて、無機材料であるガラスに近い構造となっており、しかもこのシリコン原子に有機基は直接結合していないため、青・近紫外域の光が照射された状態で使用されても、劣化し難くなっているものである。   Moreover, the crosslinked structure of the cured product obtained as described above has a structure close to that of glass, which is an inorganic material, in which silicon atoms constituting the polyhedral structure of silsesquioxane are bonded to four oxygen atoms. Moreover, since the organic group is not directly bonded to the silicon atom, it is difficult to deteriorate even when used in the state of being irradiated with light in the blue / near ultraviolet region.

そして、半導体発光素子2等を封止する封止材3として、従来から使用されている光透過性エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアクリレート、オルガノポリシロキサン等を用いると、これらに含まれる架橋結合と吸収基の存在のために、必要とされるスペクトル領域に不要な吸収ピークが出現しやすいが、本発明のかご型シルセスキオキサン化合物の硬化物を用いると、このような吸収ピークが少なく、良好な青色光や紫外線光の透過性を有する封止材3となるものである。   Then, when a conventionally used light-transmitting epoxy resin, polyester, polyacrylate, organopolysiloxane, or the like is used as the sealing material 3 for sealing the semiconductor light emitting element 2 or the like, the cross-linking bond and absorption contained in these are used. Due to the presence of groups, unnecessary absorption peaks are likely to appear in the required spectral region, but when the cured product of the cage silsesquioxane compound of the present invention is used, such absorption peaks are few and good. It becomes the sealing material 3 which has the transmittance | permeability of blue light and ultraviolet light.

尚、本発明の上記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物の分子中に有する、シリコン原子と酸素原子で形成された多面体構造のシリコン原子にシロキサン結合を介して結合した水素原子の数と、炭素−炭素不飽和結合を有する基の数(すなわちnとp)は、同じであることが好ましいが、硬化物の望ましい光学および物理的特性が維持される限りにおいて多少異なっていても良い。   In addition, hydrogen bonded to a silicon atom having a polyhedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms in a molecule of the cage silsesquioxane compound represented by the above formula (1) of the present invention via a siloxane bond. The number of atoms and the number of groups with carbon-carbon unsaturated bonds (ie n and p) are preferably the same, but are somewhat different as long as the desired optical and physical properties of the cured product are maintained. May be.

本発明のかご型シルセスキオキサン化合物を用いて半導体発光素子2を封止するにあたっては、かご型シルセスキオキサン化合物の重合・架橋が進む条件であれば、特に限定されることなく任意の方法を採用することができるものであり、必要に応じて白金、パラジウム等の付加反応触媒を用いて反応させるようにしても良い。ここで、本発明に係るかご型シルセスキオキサン化合物は、架橋させるまでは、室温で液状ないしは比較的低温で溶融する固形であるため、半導体発光素子2等の封止を容易に行なうことが可能となるものである。   In sealing the semiconductor light emitting device 2 using the cage silsesquioxane compound of the present invention, any conditions can be used without particular limitation as long as polymerization and crosslinking of the cage silsesquioxane compound proceed. The method can be employed, and the reaction may be carried out using an addition reaction catalyst such as platinum or palladium as necessary. Here, the cage-type silsesquioxane compound according to the present invention is liquid at room temperature or solid that melts at a relatively low temperature until it is cross-linked, so that the semiconductor light emitting device 2 and the like can be easily sealed. It is possible.

また、本発明の上記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物は、式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物が2〜10個程度重合したオリゴマーであり、半導体発光素子2等を封止することが可能な流動性を持つものである。従ってこの部分重合物を用いた場合も、他のかご型シルセスキオキサン化合物またはその部分重合物と重合することにより架橋し、例えば図2に示すような三次元架橋構造を形成するものである。そしてこの場合も同様に、青・近紫外域の光が照射された状態で使用されても、劣化し難く、かつ吸水率が低い硬化物で封止材3を形成することができるものである。   Moreover, the cage silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of the cage silsesquioxane compound represented by the above formula (1) of the present invention is a cage silsesquioxane compound represented by the formula (1). It is an oligomer in which about 2 to 10 oxan compounds are polymerized, and has fluidity capable of sealing the semiconductor light emitting element 2 and the like. Accordingly, even when this partially polymerized product is used, it is crosslinked by polymerizing with another cage-type silsesquioxane compound or a partially polymerized product thereof to form, for example, a three-dimensional crosslinked structure as shown in FIG. . In this case as well, the sealing material 3 can be formed of a cured product that is hardly deteriorated and has a low water absorption even when used in a state of being irradiated with light in the blue / near ultraviolet region. .

尚、半導体発光素子2等を封止する封止材3には、上記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物またはこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物に加えて、付加反応性を有するケイ素化合物を、硬化物の望ましい光学および物理的特性が維持される限りにおいて含有しても良い。   The sealing material 3 for sealing the semiconductor light emitting device 2 and the like includes a cage silsesquioxane compound represented by the above formula (1) or a cage silsesquioxane compound portion obtained by partial addition reaction of this compound. In addition to the polymer, a silicon compound having addition reactivity may be contained as long as desirable optical and physical properties of the cured product are maintained.

上記の説明では、上記式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物をm=8の場合で説明したが、mが6,10,12の場合も、同様に反応させることにより、かご型シルセスキオキサン化合物やかご型シルセスキオキサン化合物の部分重合物を得ることができる。そして、これらの化合物を用いた場合も、他のかご型シルセスキオキサン化合物等と重合することにより架橋し、シリコン原子と酸素原子で形成された多面体構造を骨格に有する三次元架橋構造を形成するものである。そしてこの場合も同様に、青・近紫外域の光が照射された状態で使用されても、劣化しにくく、かつ吸水率が低い硬化物となるものである。   In the above description, the cage-type silsesquioxane compound of the above formula (1) has been described in the case of m = 8. However, when m is 6, 10, 12, the cage-type silses A partial polymer of a sesquioxane compound or a cage silsesquioxane compound can be obtained. Even when these compounds are used, they are cross-linked by polymerizing with other cage-type silsesquioxane compounds, etc. to form a three-dimensional cross-linked structure with a polyhedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms in the skeleton. To do. Also in this case, similarly, even when used in a state of being irradiated with light in the blue / near ultraviolet region, it becomes a cured product that is hardly deteriorated and has a low water absorption rate.

尚、上記の式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物が、Bの置換または非置換のアルキル基がアルコキシ基であり、かつq≧2である場合、上記した炭素−炭素不飽和結合を有する基と水素原子との結合に加えて、このアルコキシ基どうしの加水分解・重縮合の結合でも架橋することが可能となり、利用の汎用性が高まると共に硬化の汎用性が高まり好ましい。このとき、炭素−炭素不飽和結合を有する基と水素原子との結合が主な架橋構造になると、硬化物の厚膜化が比較的容易になって好ましく、また、アルコキシ基どうしの加水分解・重縮合の結合が主な架橋構造になると、比較的透明性が高くなって好ましい。[化3]に、式(1)のAがシクロヘキセニル基、Bがエトシキ基である場合の、三次元架橋構造の架橋反応の一例を示す。   In the cage silsesquioxane compound represented by the above formula (1), when the substituted or unsubstituted alkyl group of B is an alkoxy group and q ≧ 2, the above-mentioned carbon-carbon defect is not detected. In addition to the bond between a group having a saturated bond and a hydrogen atom, it is also possible to crosslink by a hydrolysis / polycondensation bond between the alkoxy groups, which increases the versatility of use and increases the versatility of curing. At this time, when the bond between a group having a carbon-carbon unsaturated bond and a hydrogen atom is a main cross-linked structure, it is preferable because the thickness of the cured product becomes relatively easy, and hydrolysis of alkoxy groups is preferable. It is preferable that the polycondensation bond has a main cross-linked structure because of relatively high transparency. [Chemical Formula 3] shows an example of a cross-linking reaction of a three-dimensional cross-linked structure when A in the formula (1) is a cyclohexenyl group and B is an ethoxy group.

また、上記の実施の形態では、式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物で半導体発光素子又は半導体受光素子を封止した半導体光装置を説明したが、式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物を成形材として用い、これを成形して重合・硬化させることによって、レンズやプリズム等の透明光学部材を作製することができるものである。また光学ディスクの表面に塗布して重合させることにより、ブルーレイディスクの保護層等の透明光学部材に利用できるものである。   In the above embodiment, the semiconductor light emitting device or the semiconductor light receiving device is sealed with the cage silsesquioxane compound of the formula (1) or the cage silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound. Although the stopped semiconductor optical device has been described, the cage silsesquioxane compound represented by the formula (1) or the cage silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound is used as a molding material. A transparent optical member such as a lens or a prism can be produced by molding, polymerizing, and curing this. In addition, it can be used for a transparent optical member such as a protective layer of a Blu-ray disc by being applied and polymerized on the surface of the optical disc.

ここで、かご型シルセスキオキサン化合物の硬化体をLED白色照明用の透明封止材等の光学用途に応用する場合、屈折率を向上することが必要であり、かご型シルセスキオキサン化合物の硬化体を高屈折率に形成するために、かご型シルセスキオキサン化合物にTiOやZrO等の重金属ゾルを混合し、この重金属ゾルをかご型シルセスキオキサン化合物の硬化物中に導入することが行なわれる。このとき、かご型シルセスキオキサン化合物は一般にTiOやZrO等の重金属ゾルと相溶性が悪く、重金属ゾルを均一に分散させることが難しい。これは例えば[化4]のように、式(1)においてAがアリル基、R,R,R,Rがメチル基、m=8、n=4、p=4、q=0であるかご型シルセスキオキサン化合物を架橋反応させる系では、重金属ゾルの表面を覆う−OHと親和性のある官能基が存在しないからである。 Here, when applying the cured product of the cage silsesquioxane compound to an optical application such as a transparent encapsulant for LED white illumination, it is necessary to improve the refractive index. In order to form a cured product having a high refractive index, a heavy metal sol such as TiO or ZrO is mixed with a cage silsesquioxane compound, and the heavy metal sol is introduced into a cured product of the cage silsesquioxane compound. Is done. At this time, the cage silsesquioxane compound is generally not compatible with heavy metal sols such as TiO and ZrO, and it is difficult to uniformly disperse the heavy metal sol. For example, as in [Chemical Formula 4], in Formula (1), A is an allyl group, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are methyl groups, m = 8, n = 4, p = 4, q = This is because in a system in which a cage-type silsesquioxane compound that is 0 is subjected to a crosslinking reaction, there is no functional group having an affinity for —OH that covers the surface of the heavy metal sol.

そこでこの場合には、式(1)においてm−n−p−qが1以上である、−OH基を導入したシルセスキオキサン化合物を用いることによって、次の[化5]に示すように、シルセスキオキサン化合物の−OH基と重金属ゾルを覆う−OH基との親和性によって、重金属ゾルの分散性を高めることができるものであり、かご型シルセスキオキサン化合物と重金属ゾルを均一に分散させて、均一な高屈折率を有するかご型シルセスキオキサン化合物の硬化物を得ることができるものである。   Therefore, in this case, as shown in the following [Chemical Formula 5], by using a silsesquioxane compound having an OH group in which mnpq is 1 or more in the formula (1). The dispersibility of heavy metal sol can be increased by the affinity between the -OH group of the silsesquioxane compound and the -OH group covering the heavy metal sol. The cage-type silsesquioxane compound and the heavy metal sol are uniformly distributed. And a cured product of a cage-type silsesquioxane compound having a uniform high refractive index can be obtained.

[化5]に示すかご型シルセスキオキサン化合物は、上記の式(1)においてAがアリル基、R,R,R,Rがメチル基、m=8、n=3、p=3、q=0の化合物であり、シリコン原子と酸素原子で形成される略6面体構造を構成する8つのシリコン原子のうち、3つのシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介してアリル基が結合し、3つのシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介して水素原子が結合し、2つのシリコン原子に水酸基が結合した構造を有するものである。 The cage-type silsesquioxane compound represented by [Chemical Formula 5] has the formula (1), wherein A is an allyl group, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are methyl groups, m = 8, n = 3, It is a compound of p = 3 and q = 0, and a siloxane bond (—O—Si—) is bonded to three silicon atoms among eight silicon atoms constituting a substantially hexahedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms. An allyl group is bonded to each other, a hydrogen atom is bonded to three silicon atoms via a siloxane bond (—O—Si—), and a hydroxyl group is bonded to two silicon atoms.

このような、略6面体構造を構成する8つのシリコン原子の一部に水酸基が結合したかご型シルセスキオキサンは、次のようにして得ることができる。   Such a cage silsesquioxane in which a hydroxyl group is bonded to a part of eight silicon atoms constituting a substantially hexahedral structure can be obtained as follows.

上記の[化4]のようなかご型シルセスキオキサン化合物は、後述の[化12]や[化13]に示すように、オクタアニオンにアリルジメチルクロルシランとジメチルクロルシランを反応させることによって調製することができるが、オクタアニオンの8つの反応サイトの全てにアリルジメチルクロルシランとジメチルクロルシランを置換させるためには、アリルジメチルクロルシランやジメチルクロルシランの配合量はオクタアニオンに対して大過剰(例えば30倍当量以上)に設定する必要がある。従って、オクタアニオンに対するアリルジメチルクロルシランやジメチルクロルシランの過剰度合いが少ない場合、オクタアニオンの8つの反応サイトの一部が置換されなくなり、非置換サイトが加水分解されて−OH基になるものであり、[化5]のような略6面体構造を構成する一部のシリコン原子にOH基を導入したアリルジメチルシロキシシルセスキオキサンを調製することができるものである。またこの過剰度合いを調整することによって、かご型シルセスキオキサンへの−OH基の導入数を制御することができるものである。   A cage-type silsesquioxane compound such as the above [Chemical Formula 4] can be obtained by reacting allyldimethylchlorosilane and dimethylchlorosilane with an octaanion as shown in [Chemical Formula 12] and [Chemical Formula 13] described later. In order to replace allyl dimethyl chlorosilane and dimethyl chloro silane in all eight reaction sites of the octaanion, the amount of allyl dimethyl chlorosilane or dimethyl chlorosilane is larger than that of the octaanion. It is necessary to set the excess (for example, 30 times equivalent or more). Therefore, when the excess of allyldimethylchlorosilane or dimethylchlorosilane relative to the octaanion is small, some of the eight reaction sites of the octaanion are not substituted, and the unsubstituted sites are hydrolyzed to become —OH groups. There can be prepared allyldimethylsiloxysilsesquioxane in which an OH group is introduced into a part of silicon atoms constituting a substantially hexahedral structure as shown in [Chemical Formula 5]. Further, by adjusting the excess degree, the number of —OH groups introduced into the cage silsesquioxane can be controlled.

また、上記の実施の形態では、かご型シルセスキオキサン化合物同士を炭素−炭素不飽和結合と水素原子とをヒドロシリル化反応させて、ダイレクトに架橋させるようにしている。例えば上記の[化4]のように、かご型シルセスキオキサン化合物を−SiH基と−CH=CH基の間でダイレクトに架橋させて硬化させるようにしている。しかしこの場合、架橋反応の進行が速いため、かご型シルセスキオキサン化合物間の−SiHと−CH=CHの架橋反応が急激にある程度進行すると構造が凍結され、それ以上の架橋反応が進まなくなり、この結果、架橋反応が進行している部分と未反応基が残っている部分とが共存する不均一な架橋構造となることがある。従って、構造が不均一になり、反応進行が不均一に速く進むために、硬化した分子構造内に残留歪が蓄積されることになり、硬化物を例えばアセトン等の溶媒に浸すとストレスクラッキングが生じるなど、脆い硬化物しか得られないおそれがある。また硬化物には未反応基が残っているため、ブルーレイなど青・近紫外域の短波長高エネルギー光に対する照射耐性が十分ではない場合がある。 In the above embodiment, the cage silsesquioxane compounds are directly crosslinked by hydrosilylation reaction of carbon-carbon unsaturated bonds and hydrogen atoms. For example, as in the above [Chemical Formula 4], the cage-type silsesquioxane compound is directly crosslinked between a —SiH group and a —CH═CH 2 group to be cured. However, in this case, since the cross-linking reaction proceeds rapidly, the structure freezes when the cross-linking reaction of -SiH and -CH = CH 2 between the cage-type silsesquioxane compounds proceeds rapidly to some extent, and further cross-linking reaction proceeds. As a result, there may be a non-uniform cross-linked structure in which a portion where the cross-linking reaction proceeds and a portion where unreacted groups remain coexist. Therefore, since the structure becomes non-uniform and the reaction progresses non-uniformly and quickly, residual strain is accumulated in the cured molecular structure. When the cured product is immersed in a solvent such as acetone, stress cracking occurs. There is a possibility that only a brittle cured product may be obtained. Moreover, since unreacted groups remain in the cured product, the irradiation resistance to blue / near ultraviolet short wavelength high energy light such as Blu-ray may not be sufficient.

そこでこの場合には、式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物に、次の式(2)や式(3)の化合物を反応性モノマーとして配合し、かご型シルセスキオキサン化合物を式(2)や式(3)の化合物で架橋して硬化させるようにするものである。   Therefore, in this case, a compound of the following formula (2) or formula (3) is blended as a reactive monomer into the cage silsesquioxane compound of formula (1), and the cage silsesquioxane compound is represented by the formula (2) or a compound of formula (3) is crosslinked and cured.

まず式(2)の化合物を用いる系について説明する。   First, a system using the compound of formula (2) will be described.

HRSi−X−SiHR …(2)
式(2)において、Xは2価の官能基又は酸素原子を表すものである。また式(2)においてR,R,R,Rは、各々独立して炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子を表すものである。この式(2)に示される化合物としては、特に限定されるものではないが、次の[化6]に示すものを例示することができる。
HR 5 R 6 Si-X- SiHR 7 R 8 ... (2)
In the formula (2), X represents a divalent functional group or an oxygen atom. In the formula (2), R 5 , R 6 , R 7 and R 8 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom. Although it does not specifically limit as a compound shown by this Formula (2), What can be illustrated to following [Chemical 6] can be illustrated.

式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物に対する式(2)の化合物の配合量は、特に限定されるものではないが、式(1)の化合物が有するAの不飽和基の量と当量、あるいは当量よりも少し多めに設定するのが好ましい。   Although the compounding quantity of the compound of Formula (2) with respect to the cage silsesquioxane compound of Formula (1) is not specifically limited, the amount and equivalent of the unsaturated group of A which the compound of Formula (1) has Alternatively, it is preferable to set a little more than the equivalent.

そしてかご型シルセスキオキサン化合物に、式(2)の化合物を反応性モノマーとして配合して反応させることによって、[化7]に示すように、かご型シルセスキオキサン化合物の−CH=CH基に式(2)の化合物の両末端の−SiHがヒドロシリル化反応して付加重合し、かご型シルセスキオキサン化合物を式(2)の化合物で架橋して硬化させることができ、シリカのナノサイズかご型構造を有機のセグメントでつなぎ合わせたような三次元架橋構造を形成することができるものである。[化7]に示すシルセスキオキサン化合物は、上記の式(1)において、m=8、n=x、p=8−x、q=0、Aがアリル基、R,R,R,Rがメチル基の化合物であり、シリコン原子と酸素原子で形成された略6面体構造を構成する6つのシリコン原子のうち、x個のシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介してアリル基が結合し、他の8−x個のシリコン原子にシロキサン結合(−O−Si−)を介して水素原子が結合した構造を有するものである。 Then, the cage-type silsesquioxane compound is reacted with the compound of the formula (2) as a reactive monomer, and as shown in [Chemical Formula 7], -CH = CH of the cage-type silsesquioxane compound is obtained. -SiH at both ends of the compound of formula (2) can be hydrosilylated into two groups to undergo addition polymerization, and a cage silsesquioxane compound can be cross-linked with the compound of formula (2) and cured. It is possible to form a three-dimensional cross-linked structure in which these nano-sized cage structures are connected by organic segments. In the above formula (1), the silsesquioxane compound represented by [Chemical Formula 7] is m = 8, n = x, p = 8-x, q = 0, A is an allyl group, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are methyl group compounds, and among six silicon atoms constituting a substantially hexahedral structure formed of silicon atoms and oxygen atoms, x silicon atoms are bonded to siloxane bonds (—O—Si—). ) Through which allyl groups are bonded, and hydrogen atoms are bonded to other 8-x silicon atoms through siloxane bonds (—O—Si—).

このように、かご型シルセスキオキサン化合物に、両末端に−SiHを有する式(2)の化合物を反応性モノマーとして反応させることによって、式(2)の反応性モノマーの海の中で、−CH=CH基を有する式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物が式(2)の化合物と徐々に反応して架橋していくため、反応の進行をよりマイルドに制御することができ、また架橋反応の進行の過程で未反応で残っている−CH=CH基が生じても、式(2)の化合物が残基部に移動して架橋反応するものである。このように、反応の進行をマイルドに制御して、構造凍結を遅延させることができ、また未反応残基の少ない、より均一なネットワーク構造でかご型シルセスキオキサン化合物の三次元架橋構造を形成することができるものであり、硬化体のストレスクラッキングを抑制することができると共に強靭性を高めることができ、またブルーレイなど短波長高エネルギー光に対する照射耐性を向上することができるものである。 Thus, by reacting a cage-type silsesquioxane compound with a compound of formula (2) having —SiH at both ends as a reactive monomer, in the sea of the reactive monomer of formula (2), Since the cage silsesquioxane compound of the formula (1) having a —CH═CH 2 group gradually reacts with the compound of the formula (2) to crosslink, the progress of the reaction can be controlled more mildly. Even if the unreacted remaining —CH═CH 2 group is generated in the course of the progress of the crosslinking reaction, the compound of the formula (2) moves to the residue portion and undergoes a crosslinking reaction. In this way, it is possible to control the progress of the reaction mildly to delay the structure freezing, and to form a three-dimensional crosslinked structure of the cage silsesquioxane compound with a more uniform network structure with fewer unreacted residues. It can be formed, can suppress stress cracking of the cured body and can improve toughness, and can improve irradiation resistance to short wavelength high energy light such as Blu-ray.

次に式(3)の化合物を用いる系について説明する。   Next, a system using the compound of formula (3) will be described.

C=CH−Y−CH=CH …(3)
式(3)において、Yは2価の官能基を表すものであり、この式(3)に示される化合物としては、特に限定されるものではないが、次の[化8]に示すものを例示することができる。
H 2 C = CH-Y- CH = CH 2 ... (3)
In the formula (3), Y represents a divalent functional group, and the compound represented by the formula (3) is not particularly limited, but the one represented by the following [Chemical Formula 8] It can be illustrated.

式(1)のかご型シルセスキオキサン化合物に対する式(3)の化合物の配合量は、特に限定されるものではないが、式(1)の化合物が有する反応性水素原子の量と当量、あるいは当量よりも少し多めに設定するのが好ましい。   The compounding amount of the compound of the formula (3) with respect to the cage silsesquioxane compound of the formula (1) is not particularly limited, but the amount and equivalent of the reactive hydrogen atom that the compound of the formula (1) has, Or it is preferable to set a little more than an equivalent.

そしてかご型シルセスキオキサン化合物に、式(3)の化合物を反応性モノマーとして配合して反応させることによって、[化9]に示すように、かご型シルセスキオキサン化合物の−SiH基に式(3)の化合物の両末端の−CH=CH基がヒドロシリル化反応して付加重合し、かご型シルセスキオキサン化合物を式(3)の化合物で架橋して硬化させることができ、シリカのナノサイズかご型構造を有機のセグメントでつなぎ合わせたような三次元架橋構造を形成することができるものである。 Then, by adding the compound of the formula (3) as a reactive monomer to the cage-type silsesquioxane compound and reacting it, as shown in [Chemical Formula 9], the -SiH group of the cage-type silsesquioxane compound is converted into the -SiH group. The —CH═CH 2 groups at both ends of the compound of the formula (3) can be hydrosilylated and subjected to addition polymerization, and the cage silsesquioxane compound can be crosslinked and cured with the compound of the formula (3). A three-dimensional crosslinked structure in which silica nano-sized cage structures are connected by organic segments can be formed.

このように、かご型シルセスキオキサン化合物に、両末端に−CH=CHを有する式(3)の化合物を反応性モノマーとして反応させることによって、反応性モノマーの海の中で−SiH基を有するかご型シルセスキオキサン化合物が式(3)の化合物と徐々に反応して架橋していくため、反応の進行をよりマイルドに制御することができ、また架橋反応の進行の過程で未反応で残っている−SiH基が生じても、式(3)の化合物が残基部に移動して架橋反応するものである。このように、反応の進行をマイルドに制御して、構造凍結を遅延させることができ、また未反応残基の少ない、より均一なネットワーク構造でかご型シルセスキオキサン化合物の三次元架橋構造を形成することができるものであり、硬化体のストレスクラッキングを抑制することができると共に強靭性を高めることができ、またブルーレイなど短波長高エネルギー光に対する照射耐性を向上することができるものである。 Thus, by reacting a cage silsesquioxane compound with a compound of formula (3) having —CH═CH 2 at both ends as a reactive monomer, a —SiH group in the sea of reactive monomers Since the cage-type silsesquioxane compound having a reaction with the compound of the formula (3) gradually reacts and crosslinks, the progress of the reaction can be controlled more mildly, and in the course of the progress of the crosslinking reaction, Even if the -SiH group remaining in the reaction is generated, the compound of the formula (3) moves to the residue part and undergoes a crosslinking reaction. In this way, it is possible to control the progress of the reaction mildly to delay the structure freezing, and to form a three-dimensional crosslinked structure of the cage silsesquioxane compound with a more uniform network structure with fewer unreacted residues. It can be formed, can suppress stress cracking of the cured body and can improve toughness, and can improve irradiation resistance to short wavelength high energy light such as Blu-ray.

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

(実施例1)
還流管と滴下ロートを取り付けた1000mlのフラスコに水酸化テトラメチルアンモニウム334ml、メタノール164ml、水123mlを投入して攪拌した。そして滴下ロートに179mlのテトラエトキシシラン(TEOS)を装てんし、フラスコ全体を氷浴で約5℃になるまで冷却して、約5℃になった時点でTEOSを滴下した。滴下開始から約1時間で179mlのTEOSの滴下を完了させた。滴下完了後、10分間氷浴中での攪拌を継続した後、氷浴を取り除き、その後、室温で10時間攪拌して反応を進めた。10時間の室温攪拌を完了した後、反応生成物をろ過し、ろ液にオクタアニオン/メタノール溶液を得た。
Example 1
A 1000 ml flask equipped with a reflux tube and a dropping funnel was charged with 334 ml of tetramethylammonium hydroxide, 164 ml of methanol, and 123 ml of water and stirred. The dropping funnel was charged with 179 ml of tetraethoxysilane (TEOS), the whole flask was cooled to about 5 ° C. in an ice bath, and TEOS was added dropwise at about 5 ° C. The addition of 179 ml of TEOS was completed in about 1 hour from the start of the addition. After completion of the dropwise addition, stirring in an ice bath was continued for 10 minutes, then the ice bath was removed, and then the reaction was allowed to proceed by stirring at room temperature for 10 hours. After 10 hours of room temperature stirring was completed, the reaction product was filtered to obtain an octaanion / methanol solution in the filtrate.

次いで、還流管と滴下ロートを取り付けた1000mlのフラスコに、ヘキサン895ml、ジメチルクロロシラン69.7mlを投入し、攪拌した。そして滴下ロートにオクタアニオン/メタノール溶液を装てんし、フラスコ内の溶液を約5℃になるまで冷却して、窒素雰囲気下で、約5℃になった時点でオクタアニオン/メタノール溶液を滴下した。滴下開始から約2時間で334mlのオクタアニオン/メタノール溶液の滴下を完了させた。滴下終了後、10分間氷浴中で攪拌し、攪拌を継続したまま、氷浴を取り除き、さらに室温で6時間攪拌して、反応を進行させた。6時間攪拌後、2lの分液ロートにフラスコ内の溶液を移し、下層のメタノール層を取り出した。そして上層のヘキサン層を2lの三角フラスコに移し、硫酸ナトリウムを加え、約10分間静置することにより、溶液中の水分を乾燥させた。また、下層のメタノール層にヘキサン100mlを加えて反応物の抽出を行なった後、静置して形成された上層のヘキサン層を、上記のヘキサン層を移した2l三角フラスコに移し、溶液中の水分の乾燥を行なった。次にこの乾燥し終えたヘキサン層を1lナス型フラスコに移し、ロータリーエバポレーターを用いて、溶液からヘキサンを揮発させ、系内から除去した。このヘキサンを揮発させた1lナス型フラスコ中に残存している湿った白色固体を、真空ポンプを用いて、減圧下(133Pa(1mmHg),室温)でさらに乾燥した。そして白色固体の入っている1lナス型フラスコにアセトニトリルを加え、白色固体を攪拌した後、吸引濾過瓶で固体をろ別した。次にこのろ別した白色固体を100mlビーカーに移し、さらにアセトニトリル100mlで洗浄し、吸引ろ過することで白色固体を取り出した。この洗浄操作を2回繰り返した後、真空ポンプを用いて減圧下で乾燥することによって、白色固体のオクタキス[ヒドリドジメチルシロキシ]シルセスキオキサン(OHSS)を得た。このときの収率は56%であった。   Next, 895 ml of hexane and 69.7 ml of dimethylchlorosilane were charged into a 1000 ml flask equipped with a reflux tube and a dropping funnel and stirred. The dropping funnel was charged with an octaanion / methanol solution, the solution in the flask was cooled to about 5 ° C, and the octaanion / methanol solution was added dropwise at about 5 ° C under a nitrogen atmosphere. The dripping of 334 ml of the octaanion / methanol solution was completed in about 2 hours from the start of the dropping. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for 10 minutes in an ice bath, while the stirring was continued, the ice bath was removed, and the mixture was further stirred at room temperature for 6 hours to proceed the reaction. After stirring for 6 hours, the solution in the flask was transferred to a 2 L separatory funnel, and the lower methanol layer was taken out. The upper hexane layer was transferred to a 2 l Erlenmeyer flask, sodium sulfate was added, and the mixture was allowed to stand for about 10 minutes to dry the water in the solution. Further, 100 ml of hexane was added to the lower methanol layer, and the reaction product was extracted, and then the upper hexane layer formed by standing was transferred to the 2 l Erlenmeyer flask to which the above hexane layer was transferred. Water was dried. Next, the dried hexane layer was transferred to a 1 L eggplant-shaped flask, and hexane was volatilized from the solution using a rotary evaporator and removed from the system. The damp white solid remaining in the 1-liter eggplant type flask in which hexane was volatilized was further dried under reduced pressure (133 Pa (1 mmHg), room temperature) using a vacuum pump. Acetonitrile was added to a 1 L eggplant-shaped flask containing a white solid, the white solid was stirred, and then the solid was filtered off with a suction filter bottle. Next, this filtered white solid was transferred to a 100 ml beaker, further washed with 100 ml of acetonitrile, and suction filtered to take out the white solid. After this washing operation was repeated twice, the white solid octakis [hydridodimethylsiloxy] silsesquioxane (OHSS) was obtained by drying under reduced pressure using a vacuum pump. The yield at this time was 56%.

次に、還流冷却器を有する250mlのシュレンクフラスコに、上記のOHSSを20g(20mmol)仕込んだ。このフラスコを真空下で徐々に加熱して残留空気と水分を除去した後、窒素を流し、次に、トルエンを50ml、4−ビニル−1−シクロヘキセンを8.7g(80mmol)、及び触媒として2mMのPt(dcp)−トルエン溶液を0.2ml(Pt:0.4ppm)添加した。そしてこの混合物を90℃で5時間攪拌しながら反応させた後、溶媒を除去することによって、白色の粉状生成物27.5g(0.019mol)を得た。このときの収率は94%であった。   Next, 20 g (20 mmol) of the above OHSS was charged into a 250 ml Schlenk flask having a reflux condenser. The flask was gradually heated under vacuum to remove residual air and moisture, then flushed with nitrogen, then 50 ml of toluene, 8.7 g (80 mmol) of 4-vinyl-1-cyclohexene, and 2 mM as catalyst. 0.2 ml of Pt (dcp) -toluene solution (Pt: 0.4 ppm) was added. And after making this mixture react at 90 degreeC for 5 hours stirring, the solvent was removed and the white powdery product 27.5g (0.019 mol) was obtained. The yield at this time was 94%.

得られた反応物を、1H−NMRスペクトルと、13C−NMRスペクトルで分析した結果、構造式が式(1)において、Aがシクロヘキセニル基、R,R,R,Rがメチル基、mが8、nが4、pが4、qが0の、構造式が次の[化10]で示されるテトラキス(シクロヘキセニルエチルジメチルシロキシ)テトラキス(ジメチルシロキシ)シルセスキオキサンであることが確認された。 As a result of analyzing the obtained reaction product by 1H-NMR spectrum and 13C-NMR spectrum, the structural formula is formula (1), A is a cyclohexenyl group, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are methyl. A tetrakis (cyclohexenylethyldimethylsiloxy) tetrakis (dimethylsiloxy) silsesquioxane whose structural formula is represented by the following [Chemical Formula 10], wherein m is 8, n is 4, p is 4, and q is 0. It was confirmed.

次いで、このように得られたかご型シルセスキオキサン化合物にアセトニトリル溶媒を添加して精製した後、白色沈殿物をろ過した。この手順を3回繰り返して精製し、最終的に得られた白色粉末を真空中で乾燥させた。精製したかご型シルセスキオキサン化合物の収量は3.5g(2.4mmol、24.5%)であった。   Next, the basket-type silsesquioxane compound thus obtained was purified by adding an acetonitrile solvent, and then the white precipitate was filtered. This procedure was repeated three times for purification, and the finally obtained white powder was dried in vacuum. The yield of the purified cage silsesquioxane compound was 3.5 g (2.4 mmol, 24.5%).

そしてこの得られたかご型シルセスキオキサン化合物をテフロン(登録商標)製の型に流し込み、90℃で加熱溶融させた後、減圧で脱気し、さらに真空を維持したまま200℃に昇温し、5時間加熱して硬化させることによって、樹脂板を得た。樹脂板は5cm×3cmサイズで厚さは約1mmとした。   The cage-type silsesquioxane compound thus obtained is poured into a Teflon (registered trademark) mold, heated and melted at 90 ° C., degassed under reduced pressure, and further heated to 200 ° C. while maintaining the vacuum. And the resin board was obtained by making it harden | cure by heating for 5 hours. The resin plate had a size of 5 cm × 3 cm and a thickness of about 1 mm.

この樹脂板の光透過率の波長依存性を、紫外・可視・近赤外分光光度計(島津製作所製「UV−3100PC」)を用いて、スリット幅20nmで測定した。尚、比較のために、芳香族成分を含有しないシリコーン樹脂(信越化学工業社製「KE−006」)を用いて成形・硬化させた樹脂板と、光透過性脂環式エポキシ樹脂を用いて成形・硬化させた樹脂板についても同様に測定した。結果を図3に示す。図3にみられるように、本実施例の樹脂板は低波長まで高い透明性を有することが確認された。   The wavelength dependence of the light transmittance of this resin plate was measured at a slit width of 20 nm using an ultraviolet / visible / near infrared spectrophotometer (“UV-3100PC” manufactured by Shimadzu Corporation). For comparison, a resin plate molded and cured using a silicone resin containing no aromatic component (“KE-006” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and a light-transmitting alicyclic epoxy resin are used. The same measurement was performed on the molded and cured resin plate. The results are shown in FIG. As can be seen in FIG. 3, it was confirmed that the resin plate of this example had high transparency up to a low wavelength.

次に、図4に示すように、基板1のキャビティ1aの底部に発光波長のピークが380nmの半導体発光素子2を実装し、上記のように得られたかご型シルセスキオキサン化合物をキャビティ1a内に充填して、200℃で5時間加熱して硬化させることによって、半導体発光素子2を封止し、半導体光装置を作製した。そして、この半導体光装置を室温の状態で、半導体発光素子2を点灯し、点灯開始時の照度に対する光束の維持率を測定した。このとき比較のために、芳香族成分を含有しないシリコーン樹脂(信越化学工業社製「KE−006」)を用いて封止した半導体光装置と、光透過性脂環式エポキシ樹脂を用いて封止した半導体光装置についても同様に測定した。結果を図5に示す。図5にみられるように、本実施例で得られたかご型シルセスキオキサン化合物を用いて封止した半導体光装置は、1000時間を越えても、光束が90%近く維持されており、高い耐性を有していることが確認された。   Next, as shown in FIG. 4, the semiconductor light emitting device 2 having a peak emission wavelength of 380 nm is mounted on the bottom of the cavity 1a of the substrate 1, and the cage silsesquioxane compound obtained as described above is added to the cavity 1a. The semiconductor light-emitting element 2 was sealed by filling the inside and heating and curing at 200 ° C. for 5 hours to produce a semiconductor optical device. Then, the semiconductor light emitting device 2 was turned on with this semiconductor optical device at room temperature, and the maintenance rate of the luminous flux relative to the illuminance at the start of lighting was measured. At this time, for comparison, a semiconductor optical device sealed with a silicone resin containing no aromatic component (“KE-006” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and a light-transmitting alicyclic epoxy resin are used for sealing. The same measurement was performed for the stopped semiconductor optical device. The results are shown in FIG. As seen in FIG. 5, the semiconductor optical device encapsulated with the cage-type silsesquioxane compound obtained in this example maintains a light flux of nearly 90% even after 1000 hours. It was confirmed to have high resistance.

また、この結果を元に光束の維持率が初期の50%に落ち込む時間で定義される寿命を、下記のLehmann式で予測したところ、6万時間以上の寿命であることが確認された。   Based on this result, the lifetime defined by the time when the maintenance factor of the luminous flux falls to 50% of the initial value was predicted by the following Lehmann equation, and it was confirmed that the lifetime was 60,000 hours or more.

Φ(t)=Φ(0)exp(−(t/τ)p)
Φ(t):t時間後の光束、Φ(0):初期光束、τ:劣化の時定数、p:定数
(実施例2)
還流冷却器を有する100mlのシュレンクフラスコに、実施例1で得たOHSSを1g(1mmol)仕込んだ。このフラスコを真空下で加熱して残留空気と水分を除去した後、窒素を流し、次に、トルエンを5ml、4−ビニル−1−シクロヘキセンを0.32g(2.9mmol)、ジメチルビニルエトキシシランを0.25g(1.9mmol)、及び触媒として2mMのPt(dcp)−トルエン溶液を0.1ml(Pt:0.02ppm)フラスコに添加した。そしてこの混合物を90℃で4時間攪拌しながら反応させた後、溶媒を真空中、室温で蒸発させることによって、白色粉末1.49g(0.95mmol)を得た。このときの収率は95%であった。
Φ (t) = Φ (0) exp (− (t / τ) p)
Φ (t): luminous flux after t time, Φ (0): initial luminous flux, τ: time constant of deterioration, p: constant (Example 2)
1 g (1 mmol) of OHSS obtained in Example 1 was charged into a 100 ml Schlenk flask having a reflux condenser. The flask was heated under vacuum to remove residual air and moisture, then flushed with nitrogen, then 5 ml of toluene, 0.32 g (2.9 mmol) of 4-vinyl-1-cyclohexene, dimethylvinylethoxysilane. Was added to a 0.1 ml (Pt: 0.02 ppm) flask with 2 mM Pt (dcp) -toluene solution as a catalyst. The mixture was reacted at 90 ° C. with stirring for 4 hours, and then the solvent was evaporated in vacuum at room temperature to obtain 1.49 g (0.95 mmol) of white powder. The yield at this time was 95%.

得られた反応物を、1H−NMRスペクトルと、13C−NMRスペクトルで分析した結果、構造式が式(1)において、Aがシクロヘキセニル基、R,R,R,R,R,Rがメチル基、mが8、nが3、pが3、qが2の、構造式が次の[化11]で示されるトリス[シクロヘキセニルエチルジメチルシロキシ]トリス[ジメチルシロキシ]ジ[ジメチルエトキシシリルエチルジメチルシロキシ]シルセスキオキサンであることが確認された。 As a result of analyzing the obtained reaction product by 1H-NMR spectrum and 13C-NMR spectrum, the structural formula is formula (1), A is a cyclohexenyl group, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 is a methyl group, m is 8, n is 3, p is 3, q is 2, and the structural formula is represented by the following [Chemical Formula 11] tris [cyclohexenylethyldimethylsiloxy] tris [dimethylsiloxy] Di [dimethylethoxysilylethyldimethylsiloxy] silsesquioxane was confirmed.

上記のように得られたトリス[シクロヘキセニルエチルジメチルシロキシ]トリス[ジメチルシロキシ]ジ[ジメチルエトキシシリルエチルジメチルシロキシ]シルセスキオキサンをTHF溶媒に溶解し、水、HCl触媒存在下、90℃で6時間加熱して加水分解した。そして得られた加水分解物を濃縮した組成物を10mlテフロン(登録商標)製の型に流し込み、90℃に加熱して溶融させた後、減圧で脱気し、真空を維持したまま200℃に昇温して、5時間加熱して硬化させることによって樹脂板を得た。樹脂板は5cm×3cmサイズで厚さは約1mmとした。   Tris [cyclohexenylethyldimethylsiloxy] tris [dimethylsiloxy] di [dimethylethoxysilylethyldimethylsiloxy] silsesquioxane obtained as above was dissolved in THF solvent, and at 90 ° C. in the presence of water and HCl catalyst. It was hydrolyzed by heating for 6 hours. The composition obtained by concentrating the obtained hydrolyzate is poured into a 10 ml Teflon (registered trademark) mold, heated to 90 ° C. and melted, degassed under reduced pressure, and maintained at 200 ° C. while maintaining the vacuum. The resin plate was obtained by heating and curing by heating for 5 hours. The resin plate had a size of 5 cm × 3 cm and a thickness of about 1 mm.

得られたトリス[シクロヘキセニルエチルジメチルシロキシ]トリス[ジメチルシロキシ]ジ[ジメチルエトキシシリルエチルジメチルシロキシ]シルセスキオキサンをテフロン(登録商標)製の型に入れ、90℃に加熱して溶融した後、減圧で脱気した。その後、90℃で30分間加熱し、得られた固形分をTHF溶媒に溶解し、水、HCl触媒存在下、90℃で6時間加水分解した。得られた加水分解物を濃縮して得られる組成物を10mlテフロン(登録商標)製の型に流し込み、200℃で5時間加熱して硬化させることによって樹脂板を得た。樹脂板は5cm×3cmサイズで厚さは約1mmとした。   After the obtained tris [cyclohexenylethyldimethylsiloxy] tris [dimethylsiloxy] di [dimethylethoxysilylethyldimethylsiloxy] silsesquioxane was placed in a Teflon (registered trademark) mold and heated to 90 ° C. to melt And degassed under reduced pressure. Then, it heated at 90 degreeC for 30 minutes, the obtained solid content was melt | dissolved in the THF solvent, and it hydrolyzed at 90 degreeC for 6 hours by water and HCl catalyst presence. The composition obtained by concentrating the obtained hydrolyzate was poured into a 10 ml Teflon (registered trademark) mold and cured by heating at 200 ° C. for 5 hours to obtain a resin plate. The resin plate had a size of 5 cm × 3 cm and a thickness of about 1 mm.

この結果、上記のように得られたトリス[シクロヘキセニルエチルジメチルシロキシ]トリス[ジメチルシロキシ]ジ[ジメチルエトキシシリルエチルジメチルシロキシ]シルセスキオキサンは、硬化させるに当たって、加水分解重縮合した後に付加反応硬化させても良く、また付加反応した後に加水分解重縮合させても良いことが確認された。   As a result, the tris [cyclohexenylethyldimethylsiloxy] tris [dimethylsiloxy] di [dimethylethoxysilylethyldimethylsiloxy] silsesquioxane obtained as described above was subjected to an addition reaction after hydrolysis polycondensation in curing. It was confirmed that it may be cured, or may be subjected to hydrolysis polycondensation after addition reaction.

(実施例3)
三口フラスコに滴下ロート、温度計、試薬注入弁を取り付けた器具を組み、三口フラスコにヘキサン376ml、アリルジメチルクロルシラン33.8ml、ジメチルクロルシラン4.3mlを投入した。次に三口フラスコ内の系全体を5℃以下になるように氷浴で冷却し、系内の温度が5℃以下になったことを確認した後、窒素気流下で滴下ロートからオクタアニオン140mlを1〜2滴/秒の速さで滴下した。このとき、オクタアニオンの8つの反応サイトの全てにアリルジメチルクロルシランとジメチルクロルシランを置換させるために、アリルジメチルクロルシランとジメチルクロルシランの配合量はオクタアニオンに対して大過剰に設定する必要がある。
(Example 3)
An apparatus equipped with a dropping funnel, a thermometer, and a reagent injection valve was assembled in a three-necked flask, and 376 ml of hexane, 33.8 ml of allyldimethylchlorosilane, and 4.3 ml of dimethylchlorosilane were charged into the three-necked flask. Next, the whole system in the three-necked flask was cooled with an ice bath so that the temperature was 5 ° C. or less, and after confirming that the temperature in the system was 5 ° C. or less, 140 ml of octaanion was added from the dropping funnel under a nitrogen stream. The solution was dropped at a rate of 1 to 2 drops / second. At this time, in order to substitute all eight dimethyl chlorosilanes and dimethyl chlorosilanes in all eight reaction sites of the octaanion, the compounding amount of allyl dimethyl chlorosilane and dimethyl chlorosilane must be set to a large excess with respect to the octaanion. There is.

滴下完了後、氷浴を外し、室温で6時間攪拌して[化12]に示すようにオクタアニオンとアリルジメチルクロルシラン及びジメチルクロルシランを反応させた。得られた反応溶液をヘキサンで3回抽出し、ヘキサン層を乾燥剤(硫酸ナトリウム)で乾燥した後、吸引濾過した。得られたろ液をエバポレーターにかけてヘキサンを留去し、さらにヘキサンを除去して得られた反応生成物から未反応原料を真空ポンプで45℃で加熱しながら除去して、精製することによって、−SiH基を2個持つヘキサアリルシルセスキオキサンを得た。   After completion of the dropping, the ice bath was removed, and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours to react the octaanion with allyldimethylchlorosilane and dimethylchlorosilane as shown in [Chemical Formula 12]. The obtained reaction solution was extracted three times with hexane, and the hexane layer was dried with a desiccant (sodium sulfate) and then filtered with suction. The obtained filtrate was subjected to an evaporator to distill off hexane, and further, hexane was removed from the reaction product obtained by removing unreacted raw materials while heating at 45 ° C. with a vacuum pump, and purification was performed. A hexaallyl silsesquioxane having two groups was obtained.

そして[化12]のように合成したヘキサアリルシルセスキオキサン1.0gに、式(2)の化合物としてテトラメチルジシロキサン0.24gを配合し、さらに3.0×10−3質量%濃度のPt(cts)トルエン溶液を、系全体の1ppm加え、均一に混合した後、空気中、120℃で3時間加熱することによって硬化させ、無色透明な樹脂板を得た。 Then, 1.04 g of hexaallyl silsesquioxane synthesized as in [Chemical Formula 12] is mixed with 0.24 g of tetramethyldisiloxane as a compound of the formula (2), and further a concentration of 3.0 × 10 −3 mass% After adding 1 ppm of the Pt (cts) toluene solution of the whole system and mixing uniformly, it hardened | cured by heating at 120 degreeC in the air for 3 hours, and the colorless and transparent resin plate was obtained.

(参考例1)
実施例3において[化12]の−SiH基を2個持つヘキサアリルシルセスキオキサンを合成する方法において、ヘキサン376mlに、アリルジメチルクロルシランを19.8ml、ジメチルクロルシランを14.6ml配合し、オクタアニオンを反応させるようにした他は、同様にして反応・精製することによって、上記[化4]に示す−SiH基を4個持つテトラアリルシルセスキオキサンを合成した。
(Reference Example 1)
In the method of synthesizing hexaallyl silsesquioxane having two —SiH groups of [Chemical Formula 12] in Example 3, 19.8 ml of allyldimethylchlorosilane and 14.6 ml of dimethylchlorosilane were mixed with 376 ml of hexane. The tetraallyl silsesquioxane having four —SiH groups shown in the above [Chemical Formula 4] was synthesized by reacting and purifying in the same manner except that the octaanion was reacted.

そしてこの[化4]のテトラアリルシルセスキオキサンに3.0×10−3質量%濃度のPt(cts)トルエン溶液を1ppm加え、均一に混合した後、空気中、120℃で3時間加熱することによって硬化させ、無色透明な樹脂板を得た。 Then, 1 ppm of a Pt (cts) toluene solution having a concentration of 3.0 × 10 −3 mass% is added to the tetraallyl silsesquioxane of [Chemical Formula 4] and mixed uniformly, and then heated in air at 120 ° C. for 3 hours. To obtain a colorless and transparent resin plate.

上記の実施例3及び参考例1で得た樹脂板をアセトン溶液(RT)に浸漬し、浸漬中の樹脂板の割れの有無でストレスクラッキングを評価した。その結果、かご型シルセスキオキサン化合物をダイレクトに架橋させた参考例1の樹脂板は、アセトン溶液に浸漬することによって瞬時に割れが生じたが、かご型シルセスキオキサン化合物を反応性モノマーで架橋した実施例3の樹脂板には割れは生じなかった。   The resin plate obtained in Example 3 and Reference Example 1 was immersed in an acetone solution (RT), and stress cracking was evaluated based on whether the resin plate was cracked during immersion. As a result, the resin plate of Reference Example 1 in which the cage-type silsesquioxane compound was directly crosslinked was cracked instantaneously when immersed in an acetone solution, but the cage-type silsesquioxane compound was reacted with the reactive monomer. No cracking occurred in the resin plate of Example 3 crosslinked with 1.

(実施例4)
三口フラスコに滴下ロート、温度計、試薬注入弁を取り付けた器具を組み、三口フラスコにヘキサン376ml、アリルジメチルクロルシラン14ml、ジメチルクロルシラン18.7mlを投入した。次に三口フラスコ内の系全体を5℃以下になるように氷浴で冷却し、系内の温度が5℃以下になったことを確認した後、窒素気流下で滴下ロートからオクタアニオン140mlを1〜2滴/秒の速さで滴下した。このとき、オクタアニオンの8つの反応サイトの全てにアリルジメチルクロルシランとジメチルクロルシランを置換させるために、アリルジメチルクロルシランとジメチルクロルシランの配合量はオクタアニオンに対して大過剰に設定する必要がある。
Example 4
An apparatus equipped with a dropping funnel, a thermometer, and a reagent injection valve was assembled in a three-necked flask, and 376 ml of hexane, 14 ml of allyldimethylchlorosilane, and 18.7 ml of dimethylchlorosilane were charged into the three-necked flask. Next, the whole system in the three-necked flask was cooled with an ice bath so that the temperature was 5 ° C. or less, and after confirming that the temperature in the system was 5 ° C. or less, 140 ml of octaanion was added from the dropping funnel under a nitrogen stream. The solution was dropped at a rate of 1 to 2 drops / second. At this time, in order to substitute all eight dimethyl chlorosilanes and dimethyl chlorosilanes in all eight reaction sites of the octaanion, the compounding amount of allyl dimethyl chlorosilane and dimethyl chlorosilane must be set to a large excess with respect to the octaanion. There is.

滴下完了後、氷浴を外し、室温で6時間攪拌して[化13]に示すようにオクタアニオンとアリルジメチルクロルシラン及びジメチルクロルシランを反応させた。得られた反応溶液をヘキサンで3回抽出し、ヘキサン層を乾燥剤(硫酸ナトリウム)で乾燥した後、吸引濾過した。得られたろ液をエバポレーターにかけてヘキサンを留去し、さらにヘキサンを除去して得られた反応生成物から未反応原料を真空ポンプで45℃で加熱しながら除去して、精製することによって、−SiH基を6個持つジアリルシルセスキオキサンを得た。   After completion of the dropping, the ice bath was removed, and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours to react the octaanion with allyldimethylchlorosilane and dimethylchlorosilane as shown in [Chemical Formula 13]. The obtained reaction solution was extracted three times with hexane, and the hexane layer was dried with a desiccant (sodium sulfate) and then filtered with suction. The obtained filtrate was subjected to an evaporator to distill off hexane, and further, hexane was removed from the reaction product obtained by removing unreacted raw materials while heating at 45 ° C. with a vacuum pump, and purification was performed. A diallyl silsesquioxane having 6 groups was obtained.

そして[化13]のように合成したジアリルシルセスキオキサン1.0gに、式(3)の化合物としてジビニルテトラメチルジシロキサン1.137gを配合し、さらに3.0×10−3質量%濃度のPt(cts)トルエン溶液を、系全体の1ppm加え、均一に混合した後、空気中、120℃で4時間加熱することによって硬化させ、無色透明な樹脂板を得た。 Then, 1.137 g of divinyltetramethyldisiloxane as a compound of the formula (3) is added to 1.0 g of diallyl silsesquioxane synthesized as in [Chemical Formula 13], and further a concentration of 3.0 × 10 −3 mass% A Pt (cts) toluene solution of 1 ppm was added to the whole system and mixed uniformly, and then cured by heating at 120 ° C. for 4 hours in air to obtain a colorless and transparent resin plate.

(参考例2)
三口フラスコに滴下ロート、温度計、試薬注入弁を取り付けた器具を取り付け、三口フラスコにヘキサン188ml、ジメチルヘキセニルクロルシラン12.16ml、ジメチルクロルシラン7.5mlを投入し、系全体を5℃以下になるように氷浴で冷却し、系内の温度が5℃以下になった時点で、滴下ロートからオクタアニオン70mlを1〜2滴/秒の速さで滴下した。滴下完了後、氷浴を外し、室温で6時間攪拌して反応させた。得られた反応溶液をヘキサン40mlで3回抽出し、ヘキサン層を乾燥剤(硫酸ナトリウム)で乾燥した後、吸引濾過した。得られたろ液をエバポレーションしてヘキサンを留去し、得られた反応生成物から未反応原料を真空ポンプで50℃で加熱しながら除去して精製することによって、[化14]に示すような−SiH基を4個持つテトラヘキセニルシルセスキオキサンを得た。
(Reference Example 2)
Attach a dropping funnel, thermometer, and reagent injection valve to the three-necked flask, and add 188 ml of hexane, 12.16 ml of dimethylhexenylchlorosilane, and 7.5 ml of dimethylchlorosilane to the three-necked flask. When the temperature in the system became 5 ° C. or less, 70 ml of octaanion was dropped from the dropping funnel at a rate of 1 to 2 drops / second. After completion of the dropwise addition, the ice bath was removed and the reaction was allowed to stir at room temperature for 6 hours. The obtained reaction solution was extracted three times with 40 ml of hexane, and the hexane layer was dried with a desiccant (sodium sulfate) and then filtered with suction. The obtained filtrate is evaporated to distill off hexane, and unreacted raw materials are removed from the obtained reaction product while heating at 50 ° C. with a vacuum pump for purification, as shown in [Chemical Formula 14]. Tetrahexenylsilsesquioxane having four na-SiH groups was obtained.

そして[化14]のように、上記の[化13]で得たジアリルシルセスキオキサンと、テトラヘキセニルシルセスキオキサンとを、30:70の質量比で混合し、120℃で4時間加熱することによって、かご間をダイレクトに架橋させて硬化させ、無色透明な樹脂板を得た。   Then, as in [Chemical Formula 14], the diallyl silsesquioxane obtained in the above [Chemical Formula 13] and tetrahexenylsilsesquioxane are mixed at a mass ratio of 30:70 and heated at 120 ° C. for 4 hours. By doing so, the cages were directly crosslinked and cured to obtain a colorless and transparent resin plate.

実施例4で得た樹脂板と、参考例2で得た樹脂板について、ブルーレイ(BluRay)照射耐性を評価した。試験は、各樹脂板にパワー密度1.1W/mm、スポットサイズ200μmの条件で405nmのブルーレイを照射し、照射部スクリーン拡大イメージ(ファーフィールドイメージ)の経時変化を観察し、またセナルモン観察をした。 The resin plate obtained in Example 4 and the resin plate obtained in Reference Example 2 were evaluated for BluRay irradiation resistance. In the test, each resin plate was irradiated with a 405 nm Blu-ray under the conditions of a power density of 1.1 W / mm 2 and a spot size of 200 μm, and the time-dependent change of the irradiation screen enlarged image (far field image) was observed. did.

図6(a)に実施例4のファーフィールドイメージの経時変化を、図6(b)に参考例2のファーフィールドイメージの経時変化を示す。図6(a)(b)にみられるように、シルセスキオキサンをダイレクトに架橋させた参考例2のものに比べて、反応性モノマーで架橋した実施例4のものでは、ブルーレイの照射前(0hr)に対してファーフィールドイメージの変化が少なく、240時間照射後(240hr)も殆ど変化していないものであった。   FIG. 6A shows the change over time of the far field image of Example 4, and FIG. 6B shows the change over time of the far field image of Reference Example 2. As seen in FIGS. 6 (a) and 6 (b), compared with the reference example 2 in which silsesquioxane was directly crosslinked, the example 4 crosslinked with a reactive monomer was subjected to the irradiation before Blu-ray irradiation. There was little change in the far field image with respect to (0 hr), and almost no change after 240 hours irradiation (240 hr).

また図7(a)に実施例4のセナルモン観察を、図7(b)に参考例2のセナルモン観察を示す。参考例2のものでは図7(b)のように中央部に若干の照射痕がみられるが、実施例4のものでは図7(a)のように照射痕は全くみられないものであった。   FIG. 7A shows the senalmon observation of Example 4, and FIG. 7B shows the senalmon observation of Reference Example 2. In the case of Reference Example 2, a slight irradiation mark is observed at the center as shown in FIG. 7B, but in the case of Example 4, the irradiation mark is not observed at all as shown in FIG. 7A. It was.

従って、シルセスキオキサンを反応性モノマーで架橋して硬化させるようにした実施例4のものは、ブルーレイ照射耐性が向上していることが確認された。   Therefore, it was confirmed that the thing of Example 4 which made the silsesquioxane bridge | crosslink and harden | cure with a reactive monomer has improved the Blu-ray irradiation tolerance.

また、上記の実施例4及び参考例2で得た樹脂板をアセトン溶液(RT)に浸漬し、浸漬中の樹脂板の割れの有無でストレスクラッキングを評価した。その結果、参考例2の樹脂板はアセトン溶液に浸漬することによって瞬時に割れが生じたが、実施例4の樹脂板には割れは生じなかった。   Moreover, the resin plate obtained in Example 4 and Reference Example 2 was immersed in an acetone solution (RT), and stress cracking was evaluated based on the presence or absence of cracking of the resin plate during immersion. As a result, the resin plate of Reference Example 2 was instantly cracked when immersed in an acetone solution, but the resin plate of Example 4 was not cracked.

本発明の半導体光装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of embodiment of the semiconductor optical device of this invention. 本発明のかご型シルセスキオキサン化合物が架橋した三次元架橋構造ポリマーを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the three-dimensional crosslinked structure polymer which the cage-type silsesquioxane compound of this invention bridge | crosslinked. 実施例1の透過率の波長依存性を示す図である。It is a figure which shows the wavelength dependence of the transmittance | permeability of Example 1. FIG. 実施例1の封止方法を説明する概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view illustrating a sealing method of Example 1. FIG. 実施例1の光束維持率を示す図である。It is a figure which shows the light beam maintenance factor of Example 1. FIG. ブルーレイ照射試験においてファーフィールドイメージをカラー印刷した図であり、(a)は実施例4、(b)は参考例2である。It is the figure which carried out the color printing of the far field image in the Blu-ray irradiation test, (a) is Example 4 and (b) is the reference example 2. FIG. ブルーレイ照射試験においてセナルモン観察をカラー印刷した図であり、(a)は実施例4、(b)は参考例2である。It is the figure which color-printed the cenalmon observation in the Blu-ray irradiation test, (a) is Example 4 and (b) is Reference Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

2 半導体発光装置
3 封止材
2 Semiconductor light emitting device 3 Sealing material

Claims (6)

下記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物を含有するケイ素化合物で、半導体発光素子又は半導体受光素子を封止して成ることを特徴とする半導体光装置。
(ARSiOSiO1.5(RHSiOSiO1.5(BRSiOSiO1.5(HOSiO1.5m−n−p−q …(1)
(式(1)中、Aはシクロヘキセニル基を有する基、Bは置換又は非置換の飽和アルキル基もしくは水酸基、R,R,R,R,R,Rは各々独立に低級アルキル基、フェニル基、低級アリールアルキル基から選ばれた官能基を表し、mは6,8,10,12から選ばれた数、nは1〜m−1の整数、pは1〜m−nの整数,qは0〜m−n−pの整数を表す)
A silicon light-emitting device or a semiconductor light-receiving device comprising a cage-type silsesquioxane compound represented by the following formula (1) or a silicon compound containing a cage-type silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound. A semiconductor optical device characterized by being sealed.
(AR 1 R 2 SiOSiO 1.5 ) n (R 3 R 4 HSiOSiO 1.5 ) p (BR 5 R 6 SiOSiO 1.5 ) q (HOSiO 1.5 ) m- npq (1)
(In the formula (1), A is a group having a cyclohexenyl group , B is a substituted or unsubstituted saturated alkyl group or hydroxyl group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are each independently It represents a functional group selected from a lower alkyl group, a phenyl group, and a lower arylalkyl group, m is a number selected from 6, 8, 10, and 12, n is an integer of 1 to m-1, and p is 1 to m. An integer of -n, q represents an integer of 0 to mnp)
上記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物と、下記式(2)で表される化合物とを含有する化合物で、半導体発光素子又は半導体受光素子を封止して成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体光装置。
HRSi−X−SiHR10 …(2)
(式(2)中、Xは2価の官能基又は酸素原子を表し、R,R,R,R10は各々独立に炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子を表す)
A cage-type silsesquioxane compound represented by the above formula (1), or a cage-type silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound, and a compound represented by the following formula (2) The semiconductor optical device according to claim 1, wherein the semiconductor light-emitting element or the semiconductor light-receiving element is sealed with the compound to be used.
HR 7 R 8 Si-X- SiHR 9 R 10 ... (2)
(In formula (2), X represents a divalent functional group or an oxygen atom, and R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom)
上記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物と、下記式(3)で表される化合物とを含有する化合物で、半導体発光素子又は半導体受光素子を封止して成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体光装置。
C=CH−Y−CH=CH …(3)
(式(3)中、Yは2価の官能基を表す)
A cage-type silsesquioxane compound represented by the above formula (1), or a cage-type silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound, and a compound represented by the following formula (3) The semiconductor optical device according to claim 1, wherein the semiconductor light-emitting element or the semiconductor light-receiving element is sealed with the compound to be used.
H 2 C = CH-Y- CH = CH 2 ... (3)
(In formula (3), Y represents a divalent functional group)
下記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物を含有するケイ素化合物を、重合して成ることを特徴とする透明光学部材。
(ARSiOSiO1.5(RHSiOSiO1.5(BRSiOSiO1.5(HOSiO1.5m−n−p−q …(1)
(式(1)中、Aはシクロヘキセニル基を有する基、Bは置換又は非置換の飽和アルキル基もしくは水酸基、R,R,R,R,R,Rは各々独立に低級アルキル基、フェニル基、低級アリールアルキル基から選ばれた官能基を表し、mは6,8,10,12から選ばれた数、nは1〜m−1の整数、pは1〜m−nの整数,qは0〜m−n−pの整数を表す)
A cage-type silsesquioxane compound represented by the following formula (1), or a silicon compound containing a cage-type silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound is polymerized. A transparent optical member.
(AR 1 R 2 SiOSiO 1.5 ) n (R 3 R 4 HSiOSiO 1.5 ) p (BR 5 R 6 SiOSiO 1.5 ) q (HOSiO 1.5 ) m- npq (1)
(In the formula (1), A is a group having a cyclohexenyl group , B is a substituted or unsubstituted saturated alkyl group or hydroxyl group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are each independently It represents a functional group selected from a lower alkyl group, a phenyl group, and a lower arylalkyl group, m is a number selected from 6, 8, 10, and 12, n is an integer of 1 to m-1, and p is 1 to m. An integer of -n, q represents an integer of 0 to mnp)
上記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物と、下記式(2)で表される化合物とを含有する化合物を、重合して成ることを特徴とする請求項4に記載の透明光学部材。
HRSi−X−SiHR10 …(2)
(式(2)中、Xは2価の官能基又は酸素原子を表し、R,R,R,R10は各々独立に炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子を表す)
A cage-type silsesquioxane compound represented by the above formula (1), or a cage-type silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound, and a compound represented by the following formula (2) transparent optical member according to claim 4, a to that of compound, characterized by comprising polymerizing.
HR 7 R 8 Si-X- SiHR 9 R 10 ... (2)
(In formula (2), X represents a divalent functional group or an oxygen atom, and R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom)
上記式(1)で表されるかご型シルセスキオキサン化合物、又はこの化合物が部分付加反応したかご型シルセスキオキサン化合物部分重合物と、下記式(3)で表される化合物とを含有する化合物を、重合して成ることを特徴とする請求項4に記載の透明光学部材。
C=CH−Y−CH=CH …(3)
(式(3)中、Yは2価の官能基を表す)
A cage-type silsesquioxane compound represented by the above formula (1), or a cage-type silsesquioxane compound partial polymer obtained by partial addition reaction of this compound, and a compound represented by the following formula (3) The transparent optical member according to claim 4, wherein the compound is polymerized.
H 2 C = CH-Y- CH = CH 2 ... (3)
(In formula (3), Y represents a divalent functional group)
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