KR20100033927A - 열경화성 조성물 - Google Patents

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KR20100033927A
KR20100033927A KR20090085392A KR20090085392A KR20100033927A KR 20100033927 A KR20100033927 A KR 20100033927A KR 20090085392 A KR20090085392 A KR 20090085392A KR 20090085392 A KR20090085392 A KR 20090085392A KR 20100033927 A KR20100033927 A KR 20100033927A
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silicone
epoxy
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히로유키 가타야마
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

알루미노실록산, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일, 에폭시실리콘 및 실리콘 엘라스토머를 함유하여 이루어지는 열경화성 조성물. 본 발명의 열경화성 조성물은, 예를 들어, 밀봉재, 코팅재, 성형재, 표면 보호재, 점착제, 접착제 등에 사용할 수 있다. 그 중에서도, 밀봉재로서 사용하는 경우, 본 발명의 열경화성 조성물은, 예를 들어, 청색 또는 백색 LED 소자를 탑재한 광반도체 장치 (액정 화면의 백라이트, 신호기, 옥외의 대형 디스플레이, 광고 간판 등) 에 바람직하게 사용된다.

Description

열경화성 조성물{THERMOSETTING COMPOSITION}
본 발명은 열경화성 조성물 및 그것을 사용하여 얻어지는 광반도체 장치에 관한 것이다.
종래, LED 소자의 밀봉에는 에폭시 수지가 범용되어 왔다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-302499호). 그러나, 일반 조명에 대한 응용이 요구되는 고휘도 LED 장치에는, 점등시의 발열량의 증대에 대응한 내열성과 함께, 고휘도화에 대응한 내광성, 및 투명성을 갖는 광반도체 소자 밀봉 재료가 요구된다.
본 발명은,
〔1〕알루미노실록산, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일, 에폭시실리콘 및 실리콘 엘라스토머를 함유하여 이루어지는 열경화성 조성물,
〔2〕양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 알루미늄이소프로폭사이드를 반응시켜 얻어지는 알루미노실록산 및 양 말단 실라놀형 실리콘 오일을 함유하여 이루어지는 혼합물을, 에폭시실리콘, 이어서 실리콘 엘라스토머와 혼합함으로써 얻어지는 열경화성 조성물, 그리고
〔3〕상기〔1〕또는〔2〕에 기재된 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하여 이루어지는 광반도체 장치에 관한 것이다.
에폭시 수지는 고휘도 LED 장치에 사용한 경우에는, 투명성이 충분하지 않고, 또한 내열성도 낮기 때문에, LED 소자의 점등 중에 황변하여 그 휘도를 저하시킨다는 문제가 있었다.
또, 실리콘 수지 조성물의 사용에 따라, 내열성, 내광성 등을 개선하는 것도 제안되어 있는데, 실리콘 조성물 또는 그 경화물은 특정 조건하에서는, 백탁되어, 광투과율이 현저하게 저하되는 경우가 있고, 또, 촉매나 용매를 사용했을 때에 얻어지는 경화물 중의 잔사에 의해 변색이 발생하여, 휘도 유지율이 저하되는 경우가 있기 때문에, 내열성, 광투과율, 휘도 유지율을 갖는 조성물이 요망된다.
본 발명은 우수한 내열성과 광투과율과 휘도 유지율을 부여할 수 있는 열경화성 조성물을 제공하는 것, 및 그 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하여 이루어지는 광반도체 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 우수한 내열성과 광투과율과 휘도 유지율을 부여할 수 있는 열경화성 조성물을 제공할 수 있고, 그 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하여 이루어지는 광반도체 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 이점은, 하기의 설명에 의해 밝혀질 것이다.
본 발명의 열경화성 조성물은 알루미노실록산, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일, 에폭시실리콘 및 실리콘 엘라스토머를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 열경화성 조성물에서는, 가열 조건하에서, 알루미노실록산 및/또는 양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 수산기와, 에폭시실리콘의 반응성이 높은 에폭시기가 반응하여 가교됨과 동시에, 실리콘 엘라스토머가 히드로실릴화 반응에 의해 가교됨으로써, 투명성, 다수의 가교, 높은 가교 밀도, 및 큰 결합 에너지를 갖는 화합물이 합성되어 우수한 광투과율과 내열성이 발휘되는 것으로 볼 수 있다. 또, 이들 화합물은, 유기물질을 분해하는 자외선 영역에 흡수를 갖지 않고, 광에 의한 열화를 잘 받지 않기 때문에, 또한 변색을 발생시키는 촉매나 용매를 포함하지 않기 때문에, 밀봉물에서의 우수한 휘도 유지율이 발휘되는 것으로 볼 수 있다.
본 발명에 있어서, 알루미노실록산은 에폭시실리콘과의 상용성의 관점에서, 알루미늄 원자와, 그것에 결합된 3 개의 산소 원자가 각각 폴리디메틸실록산을 갖는 화합물이면 되고, 식 (I) :
[화학식 1]
Figure 112009055774326-PAT00001
(식 중, n1 ∼ n3 의 평균은 40 ∼ 155 를 나타낸다)
로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
식 (I) 중의 n1 ∼ n3 의 평균은 바람직하게는 1 ∼ 155, 보다 바람직하게는 40 ∼ 155 이다.
열경화성 조성물 중의 알루미노실록산의 함유량은, 반응성, 경화물 강도의 관점에서, 바람직하게는 0.01 ∼ 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 5 중량% 이다.
알루미노실록산은, 예를 들어, 이하에 나타내는 규소 화합물과 알루미늄 화합물을 반응시켜 얻어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
규소 화합물로서는, 반응성의 관점에서, 양 말단 실라놀형 폴리디메틸실록산등의 양 말단 실라놀형 실리콘 오일, 편 말단 실라놀형 실리콘 오일, 실라놀, 디실라놀을 들 수 있다. 이들 중에서도, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일로서는, 식 (Ⅱ) :
[화학식 2]
Figure 112009055774326-PAT00002
(식 중, n4 는 40 ∼ 155 를 나타낸다)
로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
식 (Ⅱ) 중의 n4 는 바람직하게는 1 ∼ 155, 보다 바람직하게는 40 ∼ 155 이다.
양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 100 ∼ 100,000, 보다 바람직하게는 3,000 ∼ 15,000 이다.
양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 시판품으로서는, X-21-5842 (신에츠 화학 공업사 제조), KF-9701 (신에츠 화학 공업사 제조) 등을 들 수 있다.
알루미늄 화합물로서는, 알루미늄메톡사이드, 알루미늄에톡사이드, 알루미늄이소프로폭사이드, 알루미늄부톡사이드 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합시켜 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 알루미늄이소프로폭사이드를 사용하는 것이 바람직하다. 알루미늄이소프로폭사이드의 시판품으로서는, 와코 쥰야꾸 공업사 제조 016-16015 등을 들 수 있다.
알루미노실록산의 합성 반응에 제공되는 규소 화합물과 알루미늄 화합물의 중량비 (규소 화합물/알루미늄 화합물) 는, 5/1 ∼ 1000/1 인 것이 바람직하다.
규소 화합물과 알루미늄 화합물의 반응은, 예를 들어, 20 ∼ 100 ℃ 의 온도, 1 ∼ 24 시간 동안, 또한, 용매 비존재하에서 교반하면서 실시할 수 있다. 그 후, 원심 분리로 불용물을 제거하여, 바람직하게는 40 ∼ 100 ℃, 바람직하게는 1 ∼ 6 시간 감압하에서 농축시켜, 알루미노실록산을 얻을 수 있는데, 이것에 한정되지 않는다.
본 발명에서는, 예를 들어, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 알루미늄이소프로폭사이드를 반응시켜 알루미노실록산을 합성하는 경우, 알루미노실록산뿐만 아니라, 미반응의 양 말단 실라놀형 실리콘 오일도 혼합물 (반응 혼합물) 중에 존재하여도 된다. 따라서, 본 발명에서는, 상기 반응에 의해 얻어진, 알루미노실록산과 잔존하는 양 말단 실라놀형 실리콘 오일을 함유하는 혼합물 (이하 「혼합물 A」라고도 한다), 또는 별도로 조제된 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일을 열경화성 조성물의 조제에 사용할 수 있다. 또한, 그 혼합물 A 의 조제는, 반응에 제공되는 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 알루미늄이소프로폭사이드 각각의 양비를 적절히 조정하여 실시할 수 있다. 열경화성 조성물을 얻는 조작성의 관점에서, 혼합물 A 를 열경화성 조성물의 조제에 사용하는 것이 바람직하다.
반응에 의해 얻어지는 알루미노실록산과 잔존하는 미반응의 양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 중량비 (알루미노실록산/양 말단 실라놀형 실리콘 오일) 는, 바람직하게는 0.1/99.9 ∼ 30/70, 보다 바람직하게는 1/99 ∼ 20/80 이다.
열경화성 조성물 중의 양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 함유량은, 반응성, 경화물 강도의 관점에서, 바람직하게는 5 ∼ 50 중량%, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30 중량% 이다.
본 발명에 사용되는 에폭시실리콘은, 예를 들어, 알루미노실록산 및/또는 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 상용성 및 반응성을 갖는 것이면 되고, 디메틸실리콘 골격을 갖는 화합물 등의 측사슬 및/또는 말단에, 에폭시기를 갖는 화합물이면 된다. 그 중에서도, 점도, 상용성의 관점에서, 측사슬에 에폭시기를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 또, 에폭시기는 지환식 에폭시기여도 되고, 구체적인 지환식 에폭시기로서는 에폭시시클로헥실 등을 들 수 있다. 이러한 에폭시실리콘은, 알루미노실록산 및/또는 양 말단 실라놀형 실리콘 오일 사이에 서로 친화성을 갖고, 또한 균일화되는 상용성을 나타낸다.
에폭시실리콘의 에폭시 당량은 상용성, 반응성, 얻어지는 경화물 강도의 관점에서, 바람직하게는 300 ∼ 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,000 ∼ 5,000 g/mol 이다.
열경화성 조성물 중의 에폭시실리콘의 함유량은, 경화물 강도의 관점에서, 바람직하게는 10 ∼ 80 중량%, 보다 바람직하게는 20 ∼ 50 중량% 이다.
에폭시실리콘의 시판품으로서는, 측사슬형으로서 신에츠 화학 공업사의 KF-1001, 측사슬 및 말단형으로서 신에츠 화학 공업사의 X-22-9002, 말단형으로서 신에츠 화학 공업사의 X-22-169AS 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 포트라이프의 관점에서, 실리콘 엘라스토머를 첨가하기 전에, 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 에폭시실리콘을 혼합하는 것이 바람직하고, 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 혼합물 (혼합 물 A) 과 에폭시실리콘을 혼합하는 것이 보다 바람직하다. 실리콘 엘라스토머를 첨가하기 전의, 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 총 중량과 에폭시실리콘의 중량의 비 (알루미노실록산 ＋ 양 말단 실라놀형 실리콘 오일/에폭시실리콘) 는, 바람직하게는 10/90 ∼ 70/30, 보다 바람직하게는 20/80 ∼ 40/60 이다. 또한, 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 에폭시실리콘의 혼합물을 이하 「혼합물 B」라고 하는 경우가 있다.
본 발명에 사용되는 실리콘 엘라스토머는, 예를 들어,
(1) 1 분자 중에 규소 원자 결합 알케닐기를 적어도 1 개 이상 갖는 폴리실록산 화합물, 및
(2) 1 분자 중에 규소 원자 결합 수소 원자를 적어도 1 개 이상 갖는 하이드로겐폴리실록산 화합물을 함유하는 것이 바람직하고, 가열 조건하에서 그 폴리실록산 화합물과 그 하이드로겐폴리실록산 화합물 사이에서의 히드로실릴화 반응에 의해 경화시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 (1) 성분, (2) 성분은 이하, 본 명세서 중에서 각각 실리콘 엘라스토머 A, 실리콘 엘라스토머 B 라고 하는 경우가 있다.
상기 폴리실록산 화합물에 있어서, 알케닐기로서는, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 부테닐기 등을 들 수 있다. 규소 원자 결합 알케닐기의 수는, 적어도 1 개 이상인 것이 바람직하다. 규소 원자 결합 알케닐기는, 상기 폴리실록산 화합물 중, 분자 사슬 말단, 분자 사슬 비말단 또는 그 양방에 있어도 된다.
실리콘 엘라스토머 A 의 점도는, 25 ℃ 에서 바람직하게는 100 ∼ 100,000 mPa·s, 보다 바람직하게는 1,000 ∼ 20,000 mPa·s 이다.
열경화성 조성물 중의 실리콘 엘라스토머 A 의 함유량은, 경화물 강도의 관점에서, 바람직하게는 5 ∼ 90 중량%, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30 중량% 이다.
상기 하이드로겐폴리실록산 화합물은, 상기 (1) 성분과 함께 가교 반응하여 경화시키는 가교제의 기능을 하는 성분이다. 규소 원자 결합 수소 원자의 수는, 적어도 1 개 이상인 것이 바람직하다. 규소 원자 결합 수소 원자는, 상기 하이드로겐폴리실록산 화합물 중, 분자 사슬 말단, 분자 사슬 비말단 또는 그 양방에 있어도 된다.
실리콘 엘라스토머 B 의 점도는 25 ℃ 에서 바람직하게는 100 ∼ 100,000 mPa·s, 보다 바람직하게는 1,000 ∼ 20,000 mPa·s 이다.
열경화성 조성물 중의 실리콘 엘라스토머 B 의 함유량은, 경화물 강도의 관점에서, 바람직하게는 5 ∼ 90 중량%, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30 중량% 이다.
열경화성 조성물 중의 실리콘 엘라스토머 A 와 실리콘 엘라스토머 B 의 중량비 (실리콘 엘라스토머 A/실리콘 엘라스토머 B) 는, 경화물 강도의 관점에서, 바람직하게는 40/60 ∼ 60/40, 보다 바람직하게는 50/50 이다.
실리콘 엘라스토머 A, 실리콘 엘라스토머 B 의 시판품으로서는, LR 7665-A [ 실리콘 엘라스토머 A], LR 7665-B [실리콘 엘라스토머 B] (모두 아사히 가세이 워커사 제조) 등을 들 수 있다.
알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 에폭시실리콘의 총 중량과, 실리콘 엘라스토머의 중량의 비 (알루미노실록산＋양 말단 실라놀형 실리콘 오 일＋에폭시실리콘/실리콘 엘라스토머) 는, 열경화성 조성물 중에 바람직하게는 90/10 ∼ 50/50, 보다 바람직하게는 70/30 ∼ 50/50 이다. 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 에폭시실리콘의 총 중량이 90 에 대해, 실리콘 엘라스토머의 중량이 10 이상이면 열경화성 조성물의 경화 속도가 양호하고, 반대로, 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 에폭시실리콘의 총 중량이 50 에 대해, 실리콘 엘라스토머의 중량이 50 이하이면 반경화 상태에서의 밀봉 가공이 가능하고, 점도가 지나치게 높아 광반도체 소자에 접속되어 있는 와이어가 변형되는 경우도 없다. 또한, 여기서, 실리콘 엘라스토머란, 실리콘 엘라스토머 A 와 실리콘 엘라스토머 B 를 함유하는 것을 말한다.
본 발명의 열경화성 조성물은, 예를 들어 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 알루미늄이소프로폭사이드를 반응시켜 얻어지는, 알루미노실록산과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일의 혼합물을, 에폭시실리콘, 이어서 실리콘 엘라스토머와 혼합함으로써 얻어진다. 또, 별도로 조제된 상기 성분 또는 시판되는 상기 성분을 사용 직전에 혼합하여 열경화성 조성물을 얻을 수도 있다.
본 발명의 열경화성 조성물은 상기의 성분 외에, 임의 성분으로서 실리콘 수지, 실란 커플링제, 실리카 등의 무기 입자 등을 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 열경화성 조성물은, 도포 안정성의 관점에서, 25 ℃ 의 점도가 바람직하게는 1,000 ∼ 50,000 mPa·s, 보다 바람직하게는 3,000 ∼ 20,000 mPa·s 이다. 점도는 온도가 25 ℃, 1 기압의 조건하에서 레오미터를 사용하여 산출할 수 있다.
열경화성 조성물은 무용제화되어 있기 때문에, 직접 사용하여 경화시키는 것이 바람직하고, 또, 취급성의 관점에서, 반경화 상태로 하는 1 차 경화, 및 전체 경화 상태으로 하는 2 차 경화에 의해 순차적으로 경화시키는 것이 바람직하다. 여기서, 1 차 경화시키는 조건으로서는, 80 ∼ 200 ℃ 에서 1 ∼ 120 분간 경화시키는 조건을 들 수 있고, 2 차 경화시키는 조건으로서는, 100 ∼ 200 ℃ 에서 1 ∼ 240 시간 경화시키는 조건을 들 수 있다.
본 발명의 열경화성 조성물은 밀봉재, 코팅재, 성형재, 표면 보호재, 점착제, 접착제 등에 사용할 수 있다. 그 중에서도, 밀봉재로서 사용하는 경우, 본 발명의 열경화성 조성물은, 예를 들어, 청색 또는 백색 LED 소자를 탑재한 광반도체 장치 (액정 화면의 백라이트, 신호기, 옥외의 대형 디스플레이, 광고 간판 등) 에 바람직하게 사용된다. 따라서, 본 발명의 열경화성 조성물은, 광반도체 소자 밀봉용인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기의 열경화성 조성물로 이루어지는 광반도체 소자 밀봉용 시트가 제공된다. 예를 들어, 광반도체 소자 밀봉용 시트는, 열경화성 조성물을 반경화 상태의 시트로 성형하여 사용할 수 있다. 그 시트로 성형하는 방법으로서는, 스핀코트, 애플리케이터, 캐스팅, 롤코팅 등의 방법을 사용하여 열경화성 조성물을 유리판 상에 도포하여, 상기와 같이 1 차 경화시키는 방법을 들 수 있다. 열경화성 조성물은, 반경화 상태의 시트로 함으로써 취급성이 우수하고, 추가로 2 차 경화시켜 대상물을 밀봉할 수 있다.
광반도체 소자 밀봉용 시트의 두께는, 소자를 완전히 포매 (包埋) 하는 관점 에서, 바람직하게는 100 ∼ 2,000 ㎛, 보다 바람직하게는 300 ∼ 800 ㎛ 이다.
또, 본 발명은 상기 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하여 이루어지는 광반도체 장치를 제공한다.
본 발명의 광반도체 장치는, 상기의 열경화성 조성물 또는 열경화성 조성물로 이루어지는 광반도체 소자 밀봉용 시트를 사용하여, 예를 들어, LED 소자 등을 밀봉함으로써 제조할 수 있다. 구체적으로는, 광반도체 소자 밀봉용 시트를 사용하는 경우, LED 소자가 탑재된 기판 상에, 캐스팅 등의 방법에 의해 적절한 두께로 한 반경화 상태의 광반도체 소자 밀봉용 시트를 탑재하여, 감압하에서 바람직하게는 50 ∼ 200 ℃, 0.05 ∼ 0.5 MPa 의 압력으로 밀봉 가공하고, 다음으로 바람직하게는 100 ∼ 200 ℃ 에서, 바람직하게는 1 ∼ 240 시간 가열하여, 2 차 경화시킴으로써, 광반도체 소자를 밀봉하여 광반도체 장치를 제조할 수 있다. 또, 열경화성 조성물을 사용하는 경우, LED 소자 등이 탑재된 기판 상에, 애플리케이터, 캐스팅, 스핀코팅, 롤코팅 등의 방법에 의해 적절한 두께로 열경화성 조성물을 그대로 도포하고, 상기의 1 차 경화의 조건, 2 차 경화의 조건을 사용하여, 광반도체 소자를 밀봉하여 광반도체 장치를 제조할 수도 있다.
실시예
이하, 본 발명의 양태를 실시예에 의해 추가로 기재하고, 개시한다. 이 실시예는, 단순한 본 발명의 예시로서, 전혀 한정을 의미하는 것은 아니다.
(합성예 1 ; 알루미노실록산, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일, 에폭시실리콘 의 혼합물)
양 말단 실라놀형 실리콘 오일〔식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물, n4 는 155, 신에츠 화학 공업사 제조 X-21-5842, 수 평균 분자량 11500〕200 g (17.4 mmol) 에 알루미늄이소프로폭사이드 (와코 쥰야꾸 공업사 제조 016-16015) 0.275 g (1.35 mmol) 을 첨가하고 용매 비존재하에서 실온 (25 ℃), 24 시간 교반하여 반응시켰다. 그리고, 원심 분리로 불용물을 제거하고, 50 ℃ 에서 2 시간 감압 농축시키면, 알루미노실록산〔식 (I) 로 나타내는 화합물, n1 ∼ n3 의 평균은 155〕과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일 (식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물) 을 함유하는 혼합물 (혼합물 A) 이 무색 투명 오일로서 얻어졌다 (중량비 : 알루미노실록산/양 말단 실라놀형 실리콘오일 = 12/88). 다음으로, 상기 혼합물 A 에 대해 중량비 (혼합물 A/에폭시실리콘) 30/70 의 비율로 에폭시실리콘 (신에츠 화학 공업사 제조 KF-1001, 에폭시 당량 3500 g/mol) 을 첨가하고 균일 투명하게 될 때까지 잘 교반하여, 혼합물 B 를 얻었다.
(합성예 2 ; 알루미노실록산, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일, 에폭시실리콘의 혼합물)
양 말단 실라놀형 실리콘 오일〔식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물, n4 는 40, 신에츠 화학 공업사 제조 KF-9701, 수 평균 분자량 3000〕200 g (66.7 mmol) 에 알루미늄이소프로폭사이드 (와코 쥰야꾸 공업사 제조 016-16015) 0.275 g (1.35 mmol) 을 첨가하고 용매 비존재하에서 실온 (25 ℃), 24 시간 교반하여 반응시켰다. 그리고, 원심 분리로 불용물을 제거하여, 50 ℃ 에서 2 시간 감압 농축시키면, 알루미노실록산〔식 (I) 로 나타내는 화합물, n1 ∼ n3 의 평균은 40〕과 양 말단 실라놀형 실리콘 오일 (식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물) 을 함유하는 혼합물 A 가 무색 투명 오일로서 얻어졌다 (중량비 : 알루미노실록산/양 말단 실라놀형 실리콘 오일 = 3/97). 다음으로, 상기 혼합물 A 에 대해 중량비 (혼합물 A/에폭시실리콘) 30/70 의 비율로 에폭시실리콘 (신에츠 화학 공업사 제조 KF-1001, 에폭시 당량 3500 g/mol) 을 첨가하고 균일 투명하게 될 때까지 잘 교반하여, 혼합물 B 를 얻었다.
(실시예 1 ∼ 3)
합성예 1 또는 2 에서 얻어진 혼합물 B 에, 실리콘 엘라스토머 A 와 실리콘 엘라스토머 B (각각 아사히 가세이 워커사 제조 LR 7665-A, B) 를 표 1 에 나타내는 중량비로 혼합하여 오일 상태의 열경화성 조성물을 얻었다 (점도 6,000 mPa·s). 얻어진 열경화성 조성물을 두께가 400 ㎛ 가 되도록 PET 필름 상에 애플리케이터를 사용하여 도포하였다. 이것을 100 ℃ 에서 1 시간 가열하면 반경화 상태의 광반도체 소자 밀봉용 시트를 얻을 수 있었다.
상기의 반경화 상태의 광반도체 소자 밀봉용 시트를 청색 LED 가 실장된 기판에 탑재하여, 감압하 160 ℃ 로 가열하고, 0.2 MPa 의 압력으로 밀봉 가공하고, 그리고 150 ℃ 에서 2 시간 2 차 경화시켜, 광반도체 장치를 얻었다.
(비교예 1)
에폭시 당량 7,500 의 비스페놀 A 형 (BFA) 에폭시 수지 (재팬 에폭시 레진 사 제조 EPI 1256) 45 중량부, 에폭시 당량 260 의 지환식 에폭시 수지 (다이셀 화학사 제조 EHPE 3150) 33 중량부, 4-메틸헥사히드로 무수 프탈산 (신닛폰 이화사 제조 MH-700) 22 중량부, 및 2-메틸이미다졸 (시코쿠 화성사 제조 2 MZ) 1.2 중량부를 MEK 용제에 50 % 베이스로 용해시켜, 도포 용액을 제조하였다. 이것을 2 축 연신 폴리에스테르 필름 (미츠비시 화학 폴리에스테르사 제조, 두께 50 ㎛) 상에 100 ㎛ 의 두께가 되도록 도포하여, 130 ℃ 에서 2 분간 건조시켰다. 그리고, 동일하게 하여 얻어진 시트 3 장을 100 ℃ 에서 열 라미네이트하여, 300 ㎛ 두께의 에폭시 수지 시트를 제조하였다.
청색 LED 가 실장된 기판을 150 ℃ 로 가열한 후, 기판의 청색 LED 바로 위에 상기의 에폭시 수지 시트를 씌워 0.5 MPa 의 압력으로 밀봉 가공하고 150 ℃ 에서 2 시간 경화시켜 광반도체 장치를 얻었다.
(평가법)
상기에서 얻어진 광반도체 소자 밀봉용 시트, 에폭시 수지 시트 및 광반도체 장치에 대해, 이하의 평가를 실시하여, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
(1) 광투과율
분광 광도계 (U-4100 ; 히타치 하이테크사 제조) 를 사용하여 실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 의 시트의 파장 450 nm 에 있어서의 광투과율을 측정하였다.
(2) 내열성
실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 의 시트를 150 ℃ 의 온풍형 건조기 내에 정치 (靜置) 시켰다. 100 시간 경과 후 각각 시트의 투명성을 육안으로 관찰하여, 보존 전 상태에서 변색이 없는 것을 ○, 변색이 있는 것을 × 로 하여 평가하였다.
(3) 휘도 유지율
실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 의 광반도체 장치에 300 mA 의 전류를 투입하여, 시험 개시 직후의 휘도를 MCPD (순간 멀티 측광 시스템 MCPD-3000 ; 오오츠카 전자사 제조) 에 의해 측정하였다. 그 후, 점등시킨 상태에서 방치시키고, 300 시간 경과 후의 휘도를 동일하게 하여 측정하고, 하기의 식에 따라, 휘도 유지율을 산출하였다.
휘도 유지율 (%) = (300 mA 연속 점등 300 시간 경과 후의 휘도/시험 개시 직후의 휘도) × 100
Figure 112009055774326-PAT00003
이상에 의해, 본 발명의 열경화성 조성물은 광투과율, 내열성이 우수하고, 또한 그 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉한 광반도체 장치는, 휘도 유지율이 우수하다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 열경화성 조성물은, 예를 들어 밀봉재, 코팅재, 성형재, 표면 보호재, 점착제, 접착제 등에 사용할 수 있다. 그 중에서도, 밀봉재로서 사용하는 경우, 본 발명의 열경화성 조성물은, 예를 들어 청색 또는 백색 LED 소자를 탑재한 광반도체 장치 (액정 화면의 백라이트, 신호기, 옥외의 대형 디스플레이, 광고 간판 등) 에 바람직하게 사용된다.
이상으로 서술한 본 발명은 명확하게 동일성의 범위인 것이 다수 존재한다. 그러한 다양성은 발명의 의도 및 범위에서 이탈된 것으로는 간주되지 않으며, 당업자에게 자명한 그러한 모든 변경은 이하의 청구 범위의 기술 범위 내에 포함된다.

Claims (10)

  1. 알루미노실록산, 양 말단 실라놀형 실리콘 오일, 에폭시실리콘 및 실리콘 엘라스토머를 함유하여 이루어지는 열경화성 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    알루미노실록산이 식 (I) :
    [화학식 1]
    Figure 112009055774326-PAT00004
    (식 중, n1 ∼ n3 의 평균은 40 ∼ 155 를 나타낸다)
    로 나타내는 화합물인 열경화성 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    양 말단 실라놀형 실리콘 오일이 식 (Ⅱ) :
    [화학식 2]
    Figure 112009055774326-PAT00005
    (식 중, n4 는 40 ∼ 155 를 나타낸다)
    로 나타내는 화합물인 열경화성 조성물.
  4. 제 1 항에 기재된 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하는 광반도체 소자의 밀봉 방법.
  5. 제 1 항에 기재된 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하여 이루어지는 광반도체 장치.
  6. 양 말단 실라놀형 실리콘 오일과 알루미늄이소프로폭사이드를 반응시켜 얻어지는 알루미노실록산 및 양 말단 실라놀형 실리콘 오일을 함유하여 이루어지는 혼합물을, 에폭시실리콘, 이어서 실리콘 엘라스토머와 혼합함으로써 얻어지는 열경화성 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    알루미노실록산이 식 (I) :
    [화학식 3]
    Figure 112009055774326-PAT00006
    (식 중, n1 ∼ n3 의 평균은 40 ∼ 155 를 나타낸다)
    로 나타내는 화합물인 열경화성 조성물.
  8. 제 6 항에 있어서,
    양 말단 실라놀형 실리콘 오일이 식 (Ⅱ) :
    [화학식 4]
    Figure 112009055774326-PAT00007
    (식 중, n4 는 40 ∼ 155 를 나타낸다)
    로 나타내는 화합물인 열경화성 조성물.
  9. 제 6 항에 기재된 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하는 광반도체 소자의 밀봉 방법.
  10. 제 6 항에 기재된 열경화성 조성물을 사용하여 광반도체 소자를 밀봉하여 이루어지는 광반도체 장치.
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