JP5567865B2 - Addition-curing silicone resin composition for light-emitting diode and light-emitting diode - Google Patents
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Description
本発明は発光ダイオード(LED)用付加硬化型シリコーン樹脂組成物に関し、特に硬化物が透明で発光ダイオード素子の保護、波長の変更・調整あるいはレンズの構成材料として適し、更に高温/低温の温度サイクル条件下でもクラック耐性が良好な硬化物が得られる付加硬化型シリコーン樹脂材料に関する。 The present invention relates to an addition-curable silicone resin composition for light-emitting diodes (LEDs), and in particular, the cured product is transparent, suitable for protecting light-emitting diode elements, changing / adjusting wavelengths, or constituting materials for lenses, and for high / low temperature cycles. The present invention relates to an addition-curable silicone resin material that can provide a cured product having good crack resistance even under conditions.
LEDへの通電・点灯の際には、急激な温度上昇が起こりLED素子は熱衝撃を受けることが知られている。したがって、LED素子の点灯と消灯の繰り返しによりLED素子は過酷な温度サイクルに供されることになる。 It is known that when an LED is energized / lighted, a rapid temperature rise occurs and the LED element receives a thermal shock. Therefore, the LED element is subjected to a severe temperature cycle by repeatedly turning on and off the LED element.
LED素子の封止材料として、一般的にエポキシ樹脂が用いられている。エポキシ樹脂の弾性率は高いために、ボンディングワイヤーは温度サイクルによるストレスを受け断線したり、エポキシ樹脂にはクラックが発生することがある。またエポキシ樹脂がLEDチップに与えるストレスが原因で、半導体材料の結晶構造が崩れることによる発光効率の低下も懸念される。
その対策として、室温硬化型のシリコーンゴムをバッファー材として使用し、その外側をエポキシ樹脂で封止する方法が定法として定着している。しかしこの方法では、エポキシ樹脂がシリコーン樹脂に接着しないために、やはり温度サイクルによりエポキシ樹脂とシリコーンゴムとの界面で剥離が発生し、光取り出し効率が経時的に極端に低下することが知られている。
Epoxy resin is generally used as a sealing material for LED elements. Since the elastic modulus of the epoxy resin is high, the bonding wire may be broken due to stress due to the temperature cycle, or the epoxy resin may be cracked. Moreover, due to the stress that the epoxy resin gives to the LED chip, there is a concern that the light emission efficiency is lowered due to the collapse of the crystal structure of the semiconductor material.
As a countermeasure, a method of using room temperature curable silicone rubber as a buffer material and sealing the outside with an epoxy resin has been established as a standard method. However, in this method, since the epoxy resin does not adhere to the silicone resin, it is known that peeling occurs at the interface between the epoxy resin and the silicone rubber due to the temperature cycle, and the light extraction efficiency is extremely lowered with time. Yes.
エポキシ樹脂に替わる材料として、シリコーン樹脂を使用することが提案されている(例えば特許文献1、2及び3等参照)。シリコーン樹脂は耐熱性、耐候性、耐変色性がエポキシ樹脂に比較して優れていることから、近年青色LED、白色LEDを中心に使用される例が増えてきている。
しかし、これらシリコーン樹脂はエポキシ樹脂に比較して弾性率は低いものの、曲げ強度などの機械特性も低いことから、LEDへの通電・点灯の際に生じる熱衝撃によりクラックが発生しやすいという問題を有する。
It has been proposed to use a silicone resin as a material to replace the epoxy resin (see, for example,
However, although these silicone resins have a lower elastic modulus than epoxy resins, their mechanical properties such as bending strength are also low, so the problem is that cracks are likely to occur due to the thermal shock that occurs when the LED is energized and lit. Have.
また、特許文献4には、ビニル基と水素を含有するオルガノポリシロキサンとビニル基を含有するオルガノポリシロキサンと白金系触媒からなる液状シリコーン樹脂で封止された光電変換装置が提案されているが、これはビニル基と水素を含有するオルガノポリシロキサンが分岐構造であると共に大量に使用するため、脆くなり耐クラック性に劣ると共に、耐久的な耐候性、耐変色性にも劣るという問題があった。 Patent Document 4 proposes a photoelectric conversion device sealed with a liquid silicone resin comprising an organopolysiloxane containing a vinyl group and hydrogen, an organopolysiloxane containing a vinyl group, and a platinum catalyst. This is because the organopolysiloxane containing a vinyl group and hydrogen has a branched structure and is used in a large amount, so that it becomes brittle and inferior in crack resistance, and inferior in durable weather resistance and discoloration resistance. It was.
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、高透明性に優れ、熱衝撃に対して高い耐性を有し、過酷な温度サイクル下でもクラックが生じ難く、剥離も発生しないLED用付加硬化型シリコーン樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an addition-curable silicone for LED that has high transparency, has high resistance to thermal shock, hardly cracks even under severe temperature cycles, and does not cause peeling. It aims at providing a resin composition.
上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも、
(A)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を含有せず、1分子中にアルケニル基を少なくとも2個有する、下記平均組成式(1)で示されるオルガノポリシロキサン 100質量部、
RaSiO(4−a)/2 (1)
(式中、Rは一価有機基を表し、その少なくとも5モル%がフェニル基である。aは1.5〜3.0の数である。)
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個及びケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1個有する、下記平均組成式(2)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
R1 bHcSiO(4−b−c)/2 (2)
(式中、R1は、置換又は非置換の一価炭化水素基、b及びcは、0<b<3、0<c≦2、かつ0<b+c<4を満足する数である)
(C)付加反応触媒 触媒量、
を含有するオルガノポリシロキサン組成物であって、
前記オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、そのケイ素原子に結合した水素原子数が、(A)及び(B)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の合計数1個あたり0.4〜10個となる割合で配合されていることを特徴とする発光ダイオード用付加硬化型シリコーン樹脂組成物を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides at least
(A) 100 parts by mass of an organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1) having no hydrogen atom bonded to a silicon atom in one molecule and having at least two alkenyl groups in one molecule;
R a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R represents a monovalent organic group, at least 5 mol% of which is a phenyl group. A is a number of 1.5 to 3.0.)
(B) an organohydrogenpolysiloxane represented by the following average composition formula (2) having at least two hydrogen atoms bonded to silicon atoms and at least one alkenyl group bonded to silicon atoms in one molecule;
R 1 b H c SiO (4-b-c) / 2 (2)
(Wherein R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and b and c are numbers satisfying 0 <b <3, 0 <c ≦ 2, and 0 <b + c <4)
(C) addition reaction catalyst catalyst amount,
An organopolysiloxane composition comprising:
In the organohydrogenpolysiloxane (B), the number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms is 0.4 to 10 per total number of alkenyl groups bonded to silicon atoms in the components (A) and (B). Provided is an addition-curable silicone resin composition for light-emitting diodes, characterized in that it is blended at a ratio of individual.
このような本発明の付加硬化型シリコーン樹脂組成物は、耐変色性に優れているため高透明性を有しており、熱衝撃に対して高い耐性を有しているため過酷な温度サイクル下でもクラックや剥離が生じ難いものとなる。 Such an addition-curable silicone resin composition of the present invention has high transparency because of its excellent resistance to discoloration, and has high resistance to thermal shock. However, cracks and peeling are unlikely to occur.
この場合、前記(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが、分岐構造を有しない、直鎖状であることが好ましい。
このように、前記(B)成分が分岐構造を有しない直鎖状であれば、前記組成物が耐クラック性により優れたものとなる。
In this case, it is preferable that the organohydrogenpolysiloxane of the component (B) is a straight chain having no branched structure.
Thus, if the said (B) component is linear form which does not have a branched structure, the said composition will become the thing excellent in crack resistance.
また、本発明は、前記組成物の硬化物で封止された発光ダイオードを提供する。
本発明の付加硬化型シリコーン樹脂組成物は、高透明性に優れていると共に、熱衝撃に対して高い耐性を有しているため過酷な温度サイクル下に供されてもクラックや剥離が生じ難いものとなり、その結果、このような本発明の硬化物で封止された発光ダイオードも、有用なものとなる。
The present invention also provides a light emitting diode sealed with a cured product of the composition.
The addition-curable silicone resin composition of the present invention is excellent in high transparency and has high resistance to thermal shock, so that it does not easily crack or peel even when subjected to severe temperature cycles. As a result, the light emitting diode sealed with the cured product of the present invention is also useful.
以上説明したように、本発明の付加硬化型シリコーン樹脂組成物は、硬化物の耐熱衝撃性が高いため、クラックや剥離が生じ難く、また、高透明性に優れる。よって、発光ダイオード素子用の材料として有用である。 As described above, the addition-curable silicone resin composition of the present invention has high thermal shock resistance of the cured product, so that it is difficult for cracks and peeling to occur and is excellent in high transparency. Therefore, it is useful as a material for a light emitting diode element.
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
上述のように、従来用いられてきたLED素子用の封止材料は、特にLEDへの通電・点灯の際に生じる熱衝撃によりクラックが発生しやすいという問題を有しており、過酷な温度サイクル下でもクラックや剥離が生じ難い封止材料が求められていた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
As described above, the conventionally used sealing materials for LED elements have the problem that cracks are likely to occur due to thermal shocks that occur particularly during energization / lighting of the LED, and severe temperature cycling is required. There has been a demand for a sealing material that does not easily crack or peel off.
そこで本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、架橋剤中に少なくとも1個のアルケニル基を導入することにより、上記課題を達成できることを見出し、LED素子用封止材料として好適な付加硬化型シリコーン樹脂組成物を完成させるに至った。 Therefore, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the above problems can be achieved by introducing at least one alkenyl group into the crosslinking agent. A suitable addition-curable silicone resin composition has been completed.
即ち、本発明の発光ダイオード用付加硬化型シリコーン樹脂組成物は、少なくとも、
(A)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を含有せず、1分子中にアルケニル基を少なくとも2個有する、下記平均組成式(1)で示されるオルガノポリシロキサン 100質量部、
RaSiO(4−a)/2 (1)
(式中、Rは一価有機基を表し、その少なくとも5モル%がフェニル基である。aは1.5〜3.0の数である。)
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個及びケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1個有する、下記平均組成式(2)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
R1 bHcSiO(4−b−c)/2 (2)
(式中、R1は、置換又は非置換の一価炭化水素基、b及びcは、0<b<3、0<c≦2、かつ0<b+c<4を満足する数である)
(C)付加反応触媒 触媒量、
を含有するオルガノポリシロキサン組成物であって、
前記オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、そのケイ素原子に結合した水素原子数が、(A)及び(B)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の合計数1個あたり0.4〜10個となる割合で配合されていることを特徴とする。
That is, the addition-curable silicone resin composition for light-emitting diodes of the present invention is at least
(A) 100 parts by mass of an organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1) having no hydrogen atom bonded to a silicon atom in one molecule and having at least two alkenyl groups in one molecule;
R a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R represents a monovalent organic group, at least 5 mol% of which is a phenyl group. A is a number of 1.5 to 3.0.)
(B) an organohydrogenpolysiloxane represented by the following average composition formula (2) having at least two hydrogen atoms bonded to silicon atoms and at least one alkenyl group bonded to silicon atoms in one molecule;
R 1 b H c SiO (4-b-c) / 2 (2)
(Wherein R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and b and c are numbers satisfying 0 <b <3, 0 <c ≦ 2, and 0 <b + c <4)
(C) addition reaction catalyst catalyst amount,
An organopolysiloxane composition comprising:
In the organohydrogenpolysiloxane (B), the number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms is 0.4 to 10 per total number of alkenyl groups bonded to silicon atoms in the components (A) and (B). It is characterized by being blended at a ratio of individual.
以下、本発明の各成分につき、詳細に説明する。
<(A)成分>
(A)成分は、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を含有せず、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有する下記平均組成式(1)で示されるオルガノポリシロキサンである。
RaSiO(4−a)/2 (1)
(式中、Rは一価有機基を表し、その少なくとも5モル%がフェニル基である。aは1.5〜3.0の数である。)
Hereinafter, each component of the present invention will be described in detail.
<(A) component>
The component (A) is an organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1) having no hydrogen atom bonded to a silicon atom in one molecule and having at least two alkenyl groups in one molecule.
R a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R represents a monovalent organic group, at least 5 mol% of which is a phenyl group. A is a number of 1.5 to 3.0.)
(A)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等の、通常、炭素数2〜8、好ましくは2〜4程度のものが挙げられ、特にビニル基であることが好ましい。 As the alkenyl group bonded to the silicon atom in the component (A), for example, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, a heptenyl group or the like, usually 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 2 carbon atoms. Examples thereof include about 4, and a vinyl group is particularly preferable.
(A)成分のポリシロキサン骨格中におけるアルケニル基が結合するケイ素原子の位置としては、例えば、分子鎖末端及び/又は分子鎖途中(分子鎖非末端)が挙げられるが、(A)成分としては、少なくとも分子鎖両末端のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。 Examples of the position of the silicon atom to which the alkenyl group in the polysiloxane skeleton of the component (A) is bonded include the molecular chain terminal and / or the molecular chain halfway (non-terminal molecular chain). As the component (A), The organopolysiloxane preferably contains an alkenyl group bonded to silicon atoms at both ends of the molecular chain.
尚、(A)成分中のアルケニル基の含有量は、ケイ素原子に結合した一価の有機基(即ち、上記平均組成式(1)において、Rで示される非置換又は置換の一価炭化水素基)全体に対して0.01〜20モル%、特に0.1〜10モル%程度であることが好ましい。 In addition, the content of the alkenyl group in the component (A) is a monovalent organic group bonded to a silicon atom (that is, an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon represented by R in the average composition formula (1)). Group) is preferably from 0.01 to 20 mol%, particularly from about 0.1 to 10 mol%, based on the whole.
(A)成分のアルケニル基以外のケイ素原子に結合する一価の有機基としては、例えば、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、シクロヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−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化アルキル基などの、通常、炭素数1〜12、好ましくは炭素数1〜10程度の、非置換又はハロゲン置換の一価炭化水素基が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group bonded to the silicon atom other than the alkenyl group of the component (A) include alkyl such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, and heptyl group. Groups; aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group; chloromethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, etc. Examples thereof include an unsubstituted or halogen-substituted monovalent hydrocarbon group usually having 1 to 12 carbon atoms, preferably about 1 to 10 carbon atoms, such as a halogenated alkyl group.
尚、全Rのうち、フェニル基が5モル%未満である場合、硬化した被覆保護材の耐熱性が悪くなったり低温特性が悪くなり、熱衝撃試験による信頼性の低下を招くため、少なくとも5モル%がフェニル基であることが必要で、好ましくは10モル%以上、特に20モル%以上であることが好ましい。その上限は特に規定されるものではないが、合成のし易さから80モル%以下、特には60モル%以下であることが好ましい。 In addition, when the phenyl group is less than 5 mol% in all R, the heat resistance of the cured coating protective material is deteriorated or the low-temperature characteristics are deteriorated, and the reliability is lowered by the thermal shock test. It is necessary that the mol% is a phenyl group, preferably 10 mol% or more, particularly preferably 20 mol% or more. The upper limit is not particularly specified, but is preferably 80 mol% or less, particularly preferably 60 mol% or less, from the viewpoint of ease of synthesis.
aは1.5〜3.0の正数であり、本成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよく、これらの混合物であってもよい。 a is a positive number of 1.5 to 3.0, and the molecular structure of this component may be, for example, linear or branched, or a mixture thereof.
この(A)成分であるオルガノポリシロキサンが直鎖状の場合の粘度は、作業性の面から23℃において、0.1〜20Pas、特に0.5〜10Pas程度の範囲であることが好ましい。0.1Pas以上であれば適度な流動性となるため、成形バリなどを大幅に減らすことができ、20Pas以下であれば必要成分混合時に混入した空気の泡も抜け易くなる。尚、分岐鎖状の場合は、分岐の度合いや分子量により固体となることもあるが、その場合は、これを溶融可能な溶媒に溶解させて使用してもよい。 The viscosity when the organopolysiloxane as the component (A) is linear is preferably in the range of about 0.1 to 20 Pas, particularly about 0.5 to 10 Pas at 23 ° C. from the viewpoint of workability. If it is 0.1 Pas or more, the fluidity is moderate, so that molding burrs and the like can be greatly reduced, and if it is 20 Pas or less, air bubbles mixed during mixing of necessary components can be easily removed. In the case of a branched chain, it may become a solid depending on the degree of branching or molecular weight, but in that case, it may be used by dissolving it in a meltable solvent.
<(B)成分>
(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下記平均組成式(2)で表される。
R1 bHcSiO(4−b−c)/2 (2)
(式中、R1は、置換又は非置換の一価炭化水素基、b及びcは、0<b<3、0<c≦2、かつ0<b+c<4を満足する数である)
<(B) component>
The organohydrogenpolysiloxane of component (B) is represented by the following average composition formula (2).
R 1 b H c SiO (4-b-c) / 2 (2)
(Wherein R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and b and c are numbers satisfying 0 <b <3, 0 <c ≦ 2, and 0 <b + c <4)
本発明において使用されるこの(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、架橋剤として作用し、(A)成分中のアルケニル基と付加反応して硬化物を形成するものである。そのために、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンにおいては、1分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子が少なくとも2個必要であり、このような水素原子は、分子末端、分子の途中のいずれのケイ素原子に結合していても差し支えない。 The organohydrogenpolysiloxane of component (B) used in the present invention acts as a crosslinking agent, and forms a cured product by addition reaction with the alkenyl group in component (A). Therefore, in this organohydrogenpolysiloxane, at least two hydrogen atoms bonded to a silicon atom are required in one molecule, and such a hydrogen atom may be any silicon atom at the molecular end or in the middle of the molecule. It can be combined with
また(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、R1の置換又は非置換の一価炭化水素基として、分子中に少なくとも1個のアルケニル基を有していることが必要である。このようなアルケニル基を分子中に有していることによって、かかるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、それ自身で一部架橋構造を形成することが可能となり、その結果として、本発明の組成物から形成された硬化物中に架橋密度の局在化が生じることにより、熱衝撃に対して高い耐性を有し過酷な温度サイクル下でもクラックの成長が回避されるのである。 Further, the organohydrogenpolysiloxane of component (B) needs to have at least one alkenyl group in the molecule as a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group for R 1 . By having such an alkenyl group in the molecule, such an organohydrogenpolysiloxane can itself form a partially crosslinked structure, and as a result, formed from the composition of the present invention. By localizing the crosslink density in the cured product, crack growth is avoided even under severe temperature cycles with high resistance to thermal shock.
かかるアルケニル基としては、(A)成分におけるRと同様のビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、スチリル基等の、通常、炭素数2〜8、好ましくは2〜4程度のものが挙げられ、特にビニル基であることが好ましい。これらのアルケニル基は、分子鎖の末端に存在していても良いし、その途中に存在していてもよい。またこのようなアルケニル基が分子中に多数存在することにより得られる硬化物が逆に脆くなってしまうのを防ぐため、好ましくは10個以下、より好ましくは3個以下、特に、該アルケニル基がオルガノハイドロジェンポリシロキサン1分子中に1個存在していることが好適である。 Examples of the alkenyl group include the same vinyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, styryl group and the like as R in the component (A), usually 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 2 carbon atoms. Examples thereof include about 4, and a vinyl group is particularly preferable. These alkenyl groups may exist at the terminal of the molecular chain or may exist in the middle thereof. In order to prevent the cured product obtained by the presence of a large number of such alkenyl groups in the molecule from becoming brittle, it is preferably 10 or less, more preferably 3 or less, and in particular, One is preferably present in one molecule of the organohydrogenpolysiloxane.
また前記R1として、アルケニル基以外の基としては、(A)成分におけるRと同様の、例えば、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、シクロヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−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化アルキル基などの、通常、炭素数1〜12、好ましくは炭素数1〜10程度の、非置換又はハロゲン置換の一価炭化水素基が挙げられるが、合成が容易なことや、(A)成分との相溶性の観点から、アルケニル基以外の基はメチル基、フェニル基が好ましい。このように(B)成分のR1がメチル基であれば、耐熱性により優れた硬化物が得られ、高い屈折率が必要な場合は、フェニル基の使用が効果的である。
尚、透明な組成物が得られるよう、(A)成分と(B)成分の屈折率を同等程度にすることが好ましい。
In addition, as R 1 , the group other than the alkenyl group is the same as R in the component (A), for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, heptyl group, etc. Alkyl groups; phenyl groups, tolyl groups, xylyl groups, naphthyl groups and other aryl groups; benzyl groups, phenethyl groups and other aralkyl groups; chloromethyl groups, 3-chloropropyl groups, 3,3,3-trifluoropropyl groups In general, an unsubstituted or halogen-substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, preferably about 1 to 10 carbon atoms, such as a halogenated alkyl group such as From the viewpoint of compatibility with the component (A), the group other than the alkenyl group is preferably a methyl group or a phenyl group. With such a (B) R 1 is a methyl group components, cured product excellent a heat resistance can not be obtained, if high refractive index is required, use of the phenyl group are effective.
In order to obtain a transparent composition, it is preferable that the refractive indexes of the component (A) and the component (B) are made comparable.
上述したオルガノハイドロジェンポリシロキサン骨格は、直鎖状でも環状でも分岐状でも高度に分岐したレジン状であってよいが、耐クラック性がより優れたものとなる分岐構造を有さない直鎖状であることが好ましい。粘度は特に制限されるものでないが、好ましくは1000mPas以下、より好ましくは5〜200mPasである。 The above-mentioned organohydrogenpolysiloxane skeleton may be linear, cyclic, branched or highly branched resinous, but has no branched structure that makes the crack resistance better. It is preferable that The viscosity is not particularly limited, but is preferably 1000 mPas or less, more preferably 5 to 200 mPas.
上記オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)の配合量は、そのケイ素原子に結合した水素原子数が、(A)及び(B)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の合計数1個あたり0.4〜10個となる割合で配合されている。0.4個未満では硬化が甘くなり、10個を越えると硬化物が脆くなりすぎるからである。好ましくは0.6〜5個である。 The compounding amount of the organohydrogenpolysiloxane (B) is such that the number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms is 0.00 per total number of alkenyl groups bonded to silicon atoms in the components (A) and (B). It is blended at a rate of 4-10. If it is less than 0.4, the curing becomes sweet, and if it exceeds 10, the cured product becomes too brittle. Preferably it is 0.6-5 pieces.
<(C)成分>
(C)成分の付加反応触媒は、(A)成分と(B)成分との付加反応による架橋の触媒となるもので、その例としては、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸のオレフィン錯体、塩化白金酸とビニルシロキサンの配位化合物、白金黒などの白金系触媒、更にパラジウム系触媒、ロジウム系触媒などが挙げられ、触媒効率の高さの面から通常白金触媒が使用される。また特に本用途においては、エレクトロニクス分野である封止型LEDの作製に用いられることから、金属を腐食させる恐れのない低塩素触媒が好ましく、中でも塩素成分を含有しないジビニルテトラメチルジシロキサン、ジビニルジフェニルジメチルジシロキサン等で変性されたものが好ましい。これらの付加反応触媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
<(C) component>
The addition reaction catalyst for component (C) is a catalyst for crosslinking by addition reaction between component (A) and component (B). Examples thereof include chloroplatinic acid, chloroplatinic acid and monohydric alcohol. Examples include reactants, olefin complexes of chloroplatinic acid, coordination compounds of chloroplatinic acid and vinylsiloxane, platinum-based catalysts such as platinum black, palladium-based catalysts, rhodium-based catalysts, etc. Usually a platinum catalyst is used. Particularly in this application, low chlorine catalysts that do not corrode metals are preferable because they are used for the production of sealed LEDs in the electronics field. Among them, divinyltetramethyldisiloxane and divinyldiphenyl that do not contain chlorine components are preferred. Those modified with dimethyldisiloxane or the like are preferable. These addition reaction catalysts may be used alone or in combination of two or more.
尚、この付加反応触媒の配合量は触媒として作用する有効量(触媒量)であり、好ましくは(A)成分と(B)成分の合計量に対して、1〜1000ppmである。1ppm以上であれば適度な速さで硬化が進み、1000ppm以下であれば作業可能な時間が短くなり過ぎることもなく、また硬化物が黄変し難いため経済的である。特に好ましくは5〜100ppmである。 The addition amount of the addition reaction catalyst is an effective amount (catalyst amount) that acts as a catalyst, and is preferably 1 to 1000 ppm with respect to the total amount of the components (A) and (B). If it is 1 ppm or more, curing proceeds at an appropriate speed, and if it is 1000 ppm or less, the workable time does not become too short, and the cured product is not easily yellowed, which is economical. Most preferably, it is 5-100 ppm.
<任意成分>
本発明の組成物において、上記の(A)〜(C)成分以外の任意の成分として、例えば、付加反応触媒に対して硬化抑制効果を持つ化合物とされている従来公知の制御剤化合物はすべて使用することができる。このような化合物としては、トリフェニルホスフィンなどのリン含有化合物、トリブチルアミンやテトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾールなどの窒素含有化合物、硫黄含有化合物、アセチレン系化合物、アルケニル基を2個以上含む化合物、ハイドロパーオキシ化合物、マレイン酸誘導体などが例示される。制御剤化合物による硬化遅延効果の度合は、制御剤化合物の化学構造によって大きく異なるため、制御剤化合物の添加量は、使用する制御剤化合物の個々について最適な量に調整することが好ましく、通常、室温での長期貯蔵安定性が得られ、かつ硬化が阻害されない範囲程度の量、通常、(A)成分100質量部に対して0.5質量部以下、好ましくは0.01〜0.3質量部の量で使用される。
<Optional component>
In the composition of the present invention, as the optional components other than the above components (A) to (C), for example, all conventionally known control agent compounds which are compounds having a curing inhibitory effect on the addition reaction catalyst are used. Can be used. Such compounds include phosphorus-containing compounds such as triphenylphosphine, nitrogen-containing compounds such as tributylamine, tetramethylethylenediamine, and benzotriazole, sulfur-containing compounds, acetylenic compounds, compounds containing two or more alkenyl groups, hydroper Examples include oxy compounds and maleic acid derivatives. Since the degree of the curing delay effect by the control agent compound varies greatly depending on the chemical structure of the control agent compound, it is preferable to adjust the addition amount of the control agent compound to an optimum amount for each of the control agent compounds to be used. An amount in a range where long-term storage stability at room temperature is obtained and curing is not inhibited, usually 0.5 parts by mass or less, preferably 0.01 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). Used in part quantities.
また、本組成物には、その接着性を向上させるための接着付与剤を含有してもよい。この接着付与剤としては、シランカップリング剤やその加水分解縮合物等が例示される。シランカップリング剤としては、エポキシ基含有シランカップリング剤、(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤、イソシアネート基含有シランカップリング剤、イソシアヌレート基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤等公知のものが例示され、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して好ましくは0.1〜20質量部、好ましくは、0.3〜10質量部である。 Moreover, you may contain the adhesion imparting agent for improving the adhesiveness in this composition. Examples of the adhesion-imparting agent include silane coupling agents and hydrolysis condensates thereof. As silane coupling agents, epoxy group-containing silane coupling agents, (meth) acrylic group-containing silane coupling agents, isocyanate group-containing silane coupling agents, isocyanurate group-containing silane coupling agents, amino group-containing silane coupling agents , And known ones such as a mercapto group-containing silane coupling agent are exemplified, and preferably 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.3 to 100 parts by mass with respect to the total of 100 parts by mass of component (A) and component (B). 10 parts by mass.
このような本発明の組成物の硬化物は、高透明性に優れ、過酷な温度サイクル下でもクラックや剥離が発生することがないため、発光ダイオードの封止材料として有用であり、更に、このような発光ダイオードは、例えばスイッチング素子や、照明、液晶ディスプレイのバックライト等、様々な分野において有用なものとなる。 Such a cured product of the composition of the present invention is excellent in high transparency and does not generate cracks or peeling even under severe temperature cycles, and is therefore useful as a sealing material for light-emitting diodes. Such a light emitting diode is useful in various fields such as a switching element, illumination, and backlight of a liquid crystal display.
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例等に制限されるものではない。
[実施例1]
平均単位式:(PhSiO3/2)0.55[(CH2=CH)MeSiO2/2]0.2(Me2SiO)0.25で表される分岐鎖状オルガノポリシロキサン[性状=固体(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=14モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合フェニル基の含有率=38モル%、標準スチレン換算の重量平均分子量=3000]90質量部に、下記式(I)で表される粘度が20mPasのビニル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン18質量部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するトルエン溶液0.06質量部、エチニルシクロヘキサノール0.05質量部、及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン3質量部を均一混合して、シリコーン組成物(A)を調製した。このシリコーン組成物(A)を150℃で4時間加熱し硬化させたところ、硬さはShore Dで67であった。
HMe2SiO(Me2SiO)1(HMeSiO)6(Ph2SiO)1SiMe2CH=CH2 (I)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example etc.
[Example 1]
Average unit formula: (PhSiO 3/2 ) 0.55 [(CH 2 ═CH) MeSiO 2/2 ] 0.2 (Me 2 SiO) 0.25 Branched organopolysiloxane [property = solid (25 ° C.), silicon atom-bonded vinyl group content in silicon atom-bonded all organic groups = 14 mol%, silicon atom-bonded phenyl group content in silicon atom-bonded all organic groups = 38 mol%, standard styrene conversion Weight average molecular weight = 3000] 90 parts by mass, 18 parts by mass of a vinyl group-containing organohydrogenpolysiloxane having a viscosity represented by the following formula (I) of 20 mPas, chloroplatinic acid / 1,3-divinyltetramethyldisiloxane 0.06 parts by mass of a toluene solution containing 1% by mass of platinum as a platinum atom content, 0.05 parts by mass of ethynylcyclohexanol, and γ-glycidoxyp Were uniformly mixed pills trimethoxysilane 3 parts by weight, the silicone composition (A) was prepared. When the silicone composition (A) was cured by heating at 150 ° C. for 4 hours, the hardness was 67 in Shore D.
HMe 2 SiO (Me 2 SiO) 1 (HMeSiO) 6 (Ph 2 SiO) 1 SiMe 2 CH═CH 2 (I)
[実施例2]
主鎖がジフェニルシロキサン単位のみからなり、粘度が0.4Pasの両末端メチルフェニルビニルシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサン共重合体80質量部、(PhSiO3/2)0.75[(CH2=CH)Me2SiO1/2]0.25で表される分岐鎖状オルガノポリシロキサン[性状=固体(25℃)、ケイ素原子結合ビニル基の含有率=20モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合フェニル基の含有率=50モル%、標準スチレン換算の重量平均分子量=1600]20質量部、下記式(II)で表される粘度が20mPasのビニル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン32質量部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するトルエン溶液0.5質量部、エチニルシクロヘキサノール0.05質量部、及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン3質量部を均一混合して、シリコーン組成物(B)を調製した。このシリコーン組成物(B)を150℃で4時間加熱し硬化させたところ、硬さはShore Dで58であった。
HMe2SiO(HMeSiO)3(Ph2SiO)2SiMe2CH=CH2 (II)
[Example 2]
80 parts by mass of a methyl phenylvinylsiloxy group-blocked diphenylsiloxane copolymer having a main chain composed only of diphenylsiloxane units and a viscosity of 0.4 Pas, (PhSiO 3/2 ) 0.75 [(CH 2 ═CH) Me 2 SiO 1/2 ] Branched organopolysiloxane represented by 0.25 [Property = solid (25 ° C.), silicon atom-bonded vinyl group content = 20 mol%, silicon in silicon atom-bonded all organic groups Content ratio of atomic bond phenyl group = 50 mol%, weight average molecular weight in terms of standard styrene = 1600] 20 parts by mass, vinyl group-containing organohydrogenpolysiloxane having a viscosity represented by the following formula (II) of 20 mPas 32 parts by mass , Toru containing 1% by mass of chloroplatinic acid / 1,3-divinyltetramethyldisiloxane complex as platinum atom content Solution 0.5 parts by weight 0.05 part by weight of ethynyl cyclohexanol, and γ- glycidoxypropyltrimethoxysilane 3 parts by weight were uniformly mixed to prepare a silicone composition (B). When the silicone composition (B) was cured by heating at 150 ° C. for 4 hours, the hardness was 58 in Shore D.
HMe 2 SiO (HMeSiO) 3 (Ph 2 SiO) 2 SiMe 2 CH═CH 2 (II)
[実施例3]
平均単位式:(PhSiO3/2)0.55[(CH2=CH)MeSiO2/2]0.2(Me2SiO)0.25で表される分岐鎖状オルガノポリシロキサン[性状=固体(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=14モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合フェニル基の含有率=38モル%、標準スチレン換算の重量平均分子量=3000]90質量部に、下記式(III)で表される粘度が20mPasのビニル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン17質量部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するトルエン溶液0.06質量部、エチニルシクロヘキサノール0.05質量部、及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン3質量部を均一混合して、シリコーン組成物(C)を調製した。このシリコーン組成物(C)を150℃で4時間加熱し硬化させたところ、硬さはShore Dで65であった。
Me3SiO(Me2SiO)1(HMeSiO)7[Ph(CH2=CHC6H4)SiO]1SiMe3 (III)
[Example 3]
Average unit formula: (PhSiO 3/2 ) 0.55 [(CH 2 ═CH) MeSiO 2/2 ] 0.2 (Me 2 SiO) 0.25 Branched organopolysiloxane [property = solid (25 ° C.), silicon atom-bonded vinyl group content in silicon atom-bonded all organic groups = 14 mol%, silicon atom-bonded phenyl group content in silicon atom-bonded all organic groups = 38 mol%, standard styrene conversion Weight average molecular weight = 3000] 90 parts by mass, 17 parts by mass of a vinyl group-containing organohydrogenpolysiloxane having a viscosity of 20 mPas represented by the following formula (III), chloroplatinic acid / 1,3-divinyltetramethyldisiloxane 0.06 parts by mass of a toluene solution containing 1% by mass of platinum as a platinum atom content, 0.05 parts by mass of ethynylcyclohexanol, and γ-glycidoxy Were uniformly mixed to 3 parts by weight of trimethoxysilane, silicone composition (C) was prepared. When the silicone composition (C) was cured by heating at 150 ° C. for 4 hours, the hardness was 65 in Shore D.
Me 3 SiO (Me 2 SiO) 1 (HMeSiO) 7 [Ph (CH 2 ═CHC 6 H 4 ) SiO] 1 SiMe 3 (III)
[比較例1]
上記式(I)の替わりに、アルケニル基を有しないHMe2SiO(Me2SiO)1(HMeSiO)6(Ph2SiO)1SiMe2H 18質量部を使用した以外は実施例1にしたがって組成物(D)を調製した。このシリコーン組成物(D)を150℃で4時間加熱し硬化させたところ、硬さはShore Dで69であった。
[Comparative Example 1]
The composition according to Example 1 except that 18 parts by mass of HMe 2 SiO (Me 2 SiO) 1 (HMeSiO) 6 (Ph 2 SiO) 1 SiMe 2 H having no alkenyl group is used instead of the above formula (I). A product (D) was prepared. When the silicone composition (D) was cured by heating at 150 ° C. for 4 hours, the hardness was 69 in Shore D.
[比較例2]
上記式(II)の替わりに、アルケニル基を有しないHMe2SiO(HMeSiO)3(Ph2SiO)2SiMe2H 32質量部を使用した以外は実施例2にしたがって組成物(E)を調製した。このシリコーン組成物(E)を150℃で4時間加熱し硬化させたところ、硬さはShore Dで60であった。
[Comparative Example 2]
A composition (E) was prepared according to Example 2 except that 32 parts by mass of HMe 2 SiO (HMeSiO) 3 (Ph 2 SiO) 2 SiMe 2 H having no alkenyl group was used instead of the above formula (II). did. When the silicone composition (E) was cured by heating at 150 ° C. for 4 hours, the hardness was 60 in Shore D.
[比較例3]
上記式(III)の替わりに、アルケニル基を有しないMe3SiO(Me2SiO)1(HMeSiO)7(Ph2SiO)1SiMe3 17質量部を使用した以外は実施例3にしたがって組成物(F)を調製した。このシリコーン組成物(F)を150℃で4時間加熱し硬化させたところ、硬さはShore Dで66であった。
[Comparative Example 3]
The composition according to Example 3, except that 17 parts by mass of Me 3 SiO (Me 2 SiO) 1 (HMeSiO) 7 (Ph 2 SiO) 1 SiMe 3 having no alkenyl group was used instead of the above formula (III). (F) was prepared. When the silicone composition (F) was cured by heating at 150 ° C. for 4 hours, the hardness was 66 in Shore D.
上記実施例及び比較例で調製したシリコーン組成物(A)〜(F)における評価方法を、下記の要領にて行った。
[評価方法]
発光半導体パッケージ
発光素子として、InGaNからなる発光層を有し、主発光ピークが470nmのLEDチップを搭載した、図1に示すような発光半導体装置を使用した。ここで、1が筐体、2が発光素子、3、4がリード電極、5がダイボンド材、6が金線、7が封止樹脂である。封止樹脂7の硬化条件は150℃、4時間である。
The evaluation methods in the silicone compositions (A) to (F) prepared in the above examples and comparative examples were performed as follows.
[Evaluation method]
As the light emitting semiconductor package light emitting element, a light emitting semiconductor device as shown in FIG. 1 having a light emitting layer made of InGaN and mounting an LED chip having a main light emission peak of 470 nm was used. Here, 1 is a housing, 2 is a light emitting element, 3 and 4 are lead electrodes, 5 is a die bond material, 6 is a gold wire, and 7 is a sealing resin. The curing conditions for the sealing resin 7 are 150 ° C. and 4 hours.
耐湿及び赤外線リフローの試験方法
作製した発光半導体装置10個を、85℃、85%の恒温恒湿室に24時間入れた後、赤外線リフロー装置(260℃)を3回通し、外観の変化を観察した。結果を表1に示す。尚、樹脂のクラックやLEDパッケージからの剥離が確認されたものをNGとしてカウントした。
Moisture resistance and infrared reflow test method 10 light-emitting semiconductor devices were placed in a constant temperature and humidity chamber at 85 ° C and 85% for 24 hours, and then passed through an infrared reflow device (260 ° C) three times to observe changes in appearance. did. The results are shown in Table 1. In addition, the thing by which the crack of resin and the peeling from an LED package were confirmed was counted as NG.
表1に示されるように、実施例1〜3は、NG数がいずれも0であり、高温/低温の温度サイクル条件下でもクラック耐性が良好で、剥離も発生せず光取り出し効率が高いことがわかる。また、このようなシリコーン樹脂は、高透明性にも優れたものであった。
一方、比較例1〜3は、半数以上に樹脂のクラックやLEDパッケージからの剥離が発生してしまった。これにより、封止材料として従来のものを用いた場合、LEDの生産性が悪くなってしまうことがわかる。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, the NG number is 0, the crack resistance is good even under high temperature / low temperature cycle conditions, no peeling occurs, and the light extraction efficiency is high. I understand. Moreover, such a silicone resin was also excellent in high transparency.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, cracks of the resin and peeling from the LED package occurred in more than half. Thereby, when a conventional thing is used as a sealing material, it turns out that productivity of LED will worsen.
以上のことから、本発明の付加硬化型シリコーン樹脂組成物であれば、熱衝撃に対して高い耐性を有するため、クラックが生じ難いうえ光取り出し効率も高く、過酷な温度サイクル下に供されるLED用として有用なものであることが実証された。 From the above, since the addition-curable silicone resin composition of the present invention has high resistance to thermal shock, it is difficult to generate cracks and has high light extraction efficiency, and is subjected to severe temperature cycles. It proved to be useful for LEDs.
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
1…筐体、 2…発光素子、 3、4…リード電極、 5…ダイボンド材、
6…金線、 7…封止樹脂。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing | casing 2 ... Light emitting element 3, 4 ... Lead electrode 5 ... Die-bonding material,
6 ... gold wire, 7 ... sealing resin.
Claims (2)
(A)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を含有せず、1分子中にアルケニル基を少なくとも2個有する、下記平均組成式(1)で示されるオルガノポリシロキサン 100質量部、
RaSiO(4−a)/2 (1)
(式中、Rは一価有機基を表し、その少なくとも5モル%がフェニル基である。aは1.5〜3.0の数である。)
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個及びケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1個有し、分岐構造を有しない、直鎖状であり、下記平均組成式(2)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
R1 bHcSiO(4−b−c)/2 (2)
(式中、R 1 は、置換又は非置換の一価炭化水素基、b及びcは、0<b<3、0<c≦2、かつ2<b+c≦3を満足する数である)
(C)付加反応触媒 触媒量、
を含有するオルガノポリシロキサン組成物であって、
前記オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、そのケイ素原子に結合した水素原子数が、(A)及び(B)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の合計数1個あたり0.4〜10個となる割合で配合されていることを特徴とする発光ダイオード用付加硬化型シリコーン樹脂組成物。 at least,
(A) 100 parts by mass of an organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1) having no hydrogen atom bonded to a silicon atom in one molecule and having at least two alkenyl groups in one molecule;
R a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R represents a monovalent organic group, at least 5 mol% of which is a phenyl group. A is a number of 1.5 to 3.0.)
(B) It is a straight chain having at least two hydrogen atoms bonded to silicon atoms and at least one alkenyl group bonded to silicon atoms in one molecule, having no branched structure, and having the following average composition formula ( 2) organohydrogenpolysiloxane represented by
R 1 b H c SiO (4-b-c) / 2 (2)
( Wherein R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and b and c are numbers satisfying 0 <b <3, 0 <c ≦ 2, and 2 <b + c ≦ 3 )
(C) addition reaction catalyst catalyst amount,
An organopolysiloxane composition comprising:
In the organohydrogenpolysiloxane (B), the number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms is 0.4 to 10 per total number of alkenyl groups bonded to silicon atoms in the components (A) and (B). An addition-curable silicone resin composition for light-emitting diodes, wherein the addition-curable silicone resin composition is blended in a ratio of individual.
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