KR20120079966A - 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물에 관한 것으로서, (a) 하기 화학식 1의 유기실란을 하기 화학식 2의 금속(IV) 알콕사이드와 치환반응시켜 하기 화학식 3의 화합물을 얻은 후, (b) 이를 하기 화학식 4의 유기실란과 축합반응시켜 하기 화학식 5의 화합물을 얻은 다음, (c) 이를 중축합 촉매 존재 하에서 중축합하여 제조한 실리콘계 고분자 수지를 포함하는 본 발명의 실리콘 수지 조성물은 투명성을 확보하면서도 높은 굴절률과 우수한 가공성을 제공할 수 있으므로, 광학소자의 봉지제로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물 {SILICON RESIN COMPOSITION FOR SEALING OPTICAL DEVICES}
본 발명은 투명성을 확보하면서도 높은 굴절률과 우수한 가공성을 제공할 수 있는, 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물에 관한 것이다.
발광소자(LED, light-emitting device)와 같은 광학소자가 일반 조명, 디스플레이 장치 및 액정 디스플레이의 백라이트 등의 다양한 용도로 점점 확대되어 활용되고 있다.
고효율이 요구되는 광학소자를 개발하기 위해서는 원활한 열방출 설계가 필요하고 광추출 효율이 극대화되어야 하며, 고효율/고신뢰성의 형광체가 요구되고, 최적의 광학 설계가 필요하고, 또한 광학소자를 캡슐화할 수 있는 봉지제의 신뢰성이 향상되어야 한다. 이러한 봉지제는 광학소자의 반도체 칩 및 전극을 보호하는 역할을 하고 광추출 효율을 높일 수 있는 매우 중요한 핵심재료라 할 수 있다.
따라서, 내광성 및 투광성이 우수한 실리콘계 고분자 화합물이 광학소자의 봉지제로서 지속적으로 선호 및 개발되어 왔다.
예를 들어, 광학소자 봉지용 조성물로서, 비닐(트리메톡시)실란과 같은 유기실록산(실란 커플링제)과 금속산화물 미립자를 축합반응시켜 제조한 화합물을 포함하는 수지 조성물이 제안된바 있는데 (JP2008-013623, KR2010-0074023, JP2010-083268, JP2007-217242, 및 US6773465 참조), 이 수지 조성물에서는 금속산화물 미립자와 실리콘 수지 사이에 일부 공유 결합이 형성되어 금속산화물 미립자의 응집이 억제된다. 즉, 이 경우 친수성이 높은 금속산화물 미립자가 소수성이 높은 실리콘 수지 내에 분산된다.
또한, 유기알콕시실란, 금속(IV) 알콕사이드 및 유기실란디올을 축합반응시켜 제조한 유기올리고실록산 하이브리드 (무기 성분과 유기 성분 또는 유기 관능기가 함께 분자단위로 결합을 이루고 있는 화합물로서 망목구조를 가짐)를 포함하는 수지 조성물이 광학소자 봉지용 조성물로서 제안된바 있다 (KR2010-0013368, KR0614976, KR0976461, KR2008-0068246, US6743517, 및 JP3209534 참조).
그러나, 이들 종래기술에 개시된 실리콘계 고분자 화합물은 금속 산화물 미립자의 분산성이 완벽하지 않은 형태이어서, 만족할 만한 투명성과 기계적 특성을 제공하지 못할 뿐만 아니라, 금속 산화물 미립자의 투입량을 늘려 굴절률을 증가시킴에 따라 상대적으로 투명성이 저하되고, 굴절률을 높이기 위하여 페닐을 갖는 실란을 수지에 다량 도입하면(즉, 수지 전체에 대하여 페닐의 상대적인 함량비가 높아지면) 가공성이 저하된다는 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 금속이 수지 전반에 걸쳐 균일하게 분산됨으로써 투명성을 확보하면서도 높은 굴절률과 우수한 가공성을 제공할 수 있는, 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
(a) 하기 화학식 1의 유기실란을 하기 화학식 2의 금속(IV) 알콕사이드와 치환반응시켜 하기 화학식 3의 화합물을 얻은 후, (b) 이를 하기 화학식 4의 유기실란과 축합반응시켜 하기 화학식 5의 화합물을 얻은 다음, (c) 이를 중축합 촉매 존재 하에서 중축합하여 제조한 실리콘계 고분자 수지를 포함하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
[화학식 5]
Figure pat00005
상기 식에서,
R1, R2, R4 및 R5는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 C1-10 알킬 또는 C6-20 아릴이고;
R3은 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이고;
R6는 할로겐, 하이드록시 또는 C1-10 알콕시이고;
R6' 및 R7은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;
X는 할로겐 또는 C1-10 알콕시이고;
M은 Zr(IV) 또는 Ti(IV)이고;
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다.
본 발명에 따른 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물은 금속이 실록산과의 공유결합을 통해 수지 전반에 걸쳐 균일하게 분산되어 있고 직쇄 구조와 낮은 함량의 페닐기를 갖는 실리콘계 고분자 수지를 포함함으로써 투명성을 확보하면서도 높은 굴절률과 우수한 가공성을 제공할 수 있으므로, 광학소자의 봉지제로서 유용하게 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물은 (a) 화학식 1의 유기실란을 화학식 2의 금속(IV) 알콕사이드와 치환반응시켜 화학식 3의 화합물을 얻은 후, (b) 이를 화학식 4의 유기실란과 축합반응시켜 화학식 5의 화합물을 얻은 다음, (c) 이를 중축합 촉매 존재 하에서 중축합하여 제조한 실리콘계 고분자 수지를 반응수지로서 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 수지 조성물은 상기 실리콘계 고분자 수지 이외에도 통상적으로 사용되는 가교수지, 촉매 및 반응지연제 등을 통상적인 양으로 포함할 수 있다.
상기 실리콘계 고분자 수지를 구성하는 화학식 5의 화합물의 제법을 반응식으로 나타내면 다음과 같다:
[반응식 1]
Figure pat00006
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R6', R7, X, M, m 및 n은 상기에서 정의한 바와 같다.
상기 반응식 1에서, (a) 화학식 1의 유기실란을 화학식 2의 금속(IV) 알콕사이드와 치환반응시켜 화학식 3의 디실록산-금속 착체를 얻은 후, (b) 이를 화학식 4의 유기실란과 축합반응시켜 화학식 5의 화합물을 제조할 수 있다. 이때, 반응물질들의 사용량은 적절히 조절할 수 있으며, 특히 상기 화학식 3의 화합물은 화학식 4의 화합물에 대하여 1 내지 200 몰%, 바람직하게는 50 내지 100 몰%의 양으로 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 화학식 5의 화합물에서 m과 n의 비율은 1:1 이며, 화학식 5의 화합물은 500 내지 3,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
이와 같이 제조된 화학식 5의 화합물을 중축합 촉매 존재 하에서 중축합함으로써, 금속이 실록산과의 공유결합을 통해 수지 전반에 걸쳐 균일하게 분산되어 있고 직쇄 구조와 낮은 함량의 페닐기를 갖는 실리콘계 고분자 수지를 제조할 수 있다. 바람직하게는, 실리콘계 고분자 수지는 3,000 내지 100,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
바람직하게는, 얻어진 실리콘계 고분자 수지를 하기 화학식 6의 화합물(실란 캡핑(capping)제)과 치환반응시켜 실리콘계 고분자 수지의 말단을 캡핑할 수 있다. 이렇게 형성된 말단 캡핑된 실리콘계 고분자 수지(금속-실록산 수지)는 하기 화학식 7로 나타낼 수 있다:
[화학식 6]
Figure pat00007
[화학식 7]
Figure pat00008

상기 식에서,
R1, R2, R3, R4, R5, X, M, m 및 n은 상기에서 정의한 바와 같고;
R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이며, 단 R3이 C1-10 알킬인 경우 R8, R9 및 R10에서 적어도 하나는 수소 또는 C2-20 알케닐이며, 나머지는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이다.
실록산의 말단을 캡핑하는 상기 방법은 기존에 잘 알려진 반응이며, 본 발명에서도 그 방법을 벗어나지 않는다. 상기 화학식 1의 화합물과 화학식 6의 화합물은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 화학식 1의 유기실란과 화학식 2의 금속(IV) 알콕사이드와의 치환반응을 통해, 화학식 3의 화합물 이외에도, 하기 화학식 8의 화합물을 제조할 수 있으며, 이 화학식 8의 화합물은 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물에 첨가제로서 사용될 수 있다. 화학식 8의 화합물의 제법을 반응식으로 나타내면 다음과 같다:
[화학식 8]
Figure pat00009
[반응식 2]
Figure pat00010

상기 식에서,
R1, R2, R3, R7, X 및 M은 상기에서 정의한 바와 같다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물은 금속이 실록산과의 공유결합을 통해 수지 전반에 걸쳐 균일하게 분산되어 있고 직쇄 구조와 낮은 함량의 페닐기를 갖는 실리콘계 고분자 수지를 반응수지로서 포함함으로써 투명성을 확보하면서도 높은 굴절률과 우수한 가공성을 제공할 수 있으므로, 광학소자의 봉지제로서 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<합성예 1> 화학식 3a의 화합물의 합성
3-목 둥근바닥 플라스크(3-neck round bottom flask)에 티타늄(IV) 이소프로폭사이드(Aldrich 사) 50 g (0.17 mol)을 넣고 에탄올 200 ml로 희석한 후 강하게 교반시켰다. 이 강한 교반상태의 용액에, 증류수 6.3 g (0.34 mol)을 이소프로필알콜 100 ml로 희석한 용액을 30분에 걸쳐 첨가한 후, 실온(25℃)에서 1시간 동안 교반하였다. 감압 하에서 용매를 증발에 의해 제거하여 흰색 고체의 디하이드록시 티타늄(IV) 디이소프로폭사이드 32 g을 얻었다. 얻어진 디하이드록시 티타늄(IV) 디이소프로폭사이드 5 g과 디클로로메탄 30 ml를 3-목 둥근바닥 플라스크에 채우고 온도를 0 ℃로 냉각시킨 후 교반하였다. 교반액에 클로로디메틸비닐실란(Aldrich 사) 7.6 ml (0.055 mol)를 적하하였다. 반응물을 실온(25℃)에서 3시간 동안 교반한 후, 용매를 감압 하에서 증발에 의해 제거하여 티타늄(IV)에 디실릴화(disilylation)된 투명한 액체 7.2 g을 얻었다. H1-NMR을 통해 생성물의 구조를 확인하고 그 구조식을 하기 화학식 3a로서 나타내었다.
H1-NMR (D3OD, 400 MHz): δ = 0.496 (s, 12H, CH3), 1.20 (d, J = 2 Hz, 12H; CH3), 4.24-4.31 (m, 2H; CH), 5.858-6 .243 (m, 6H; CHCH2)
[화학식 3a]
Figure pat00011

<합성예 2> 화학식 8a의 화합물의 합성
3-목 둥근바닥 플라스크에 지르코늄(IV) 하이드록사이드(Aldrich 사) 5 g (0.031 mol), 이미다졸(Aldrich 사) 11.7 g (0.173 mol)과 디메틸포름아미드(DMF) 100 ml를 채우고 실온(25℃)에서 교반하였다. 이 교반액에, 클로로디메틸비닐실란(Aldrich 사) 21.67 ml (0.157 mol)를 15분에 걸쳐 가하고 실온(25℃)에서 8시간 동안 질소 하에서 교반하였다. 반응 완료 후 증류수 800 ml를 적하하고 디에틸 에테르 800 ml로 3번에 걸쳐 추출하였다. 유기층을 1N HCl 500 ml, 증류수 500 ml, 염수(brine) 800 ml로 각각 세척한 뒤 MgSO4로 수분을 제거하고 여과, 농축하여 투명한 액체 9.3 g을 얻었다. H1-NMR을 통해 생성물의 구조를 확인하고 그 구조식을 하기 화학식 8a로서 나타내었다.
H1-NMR (CDCl3, 400 MHz): δ = 0.531 (s, 24H, CH3), 5.803-6.188 (m, 12H; CHCH2)
[화학식 8a]
Figure pat00012

<실시예 1> 화학식 5a의 화합물의 제조
2-목 둥근바닥 플라스크에 합성예 1에서 제조된 화학식 3a의 화합물(티타늄-실록산 착체) 6.26 g (0.017 mol) 및 디클로로메틸페닐실란 (화학식 4a의 화합물)(Aldrich 사) 3.25 g (0.017 mol)을 채우고 0 ℃에서 교반하였다. 0 ℃의 교반액에 물 2.7 g (0.15 mol)을 적하한 뒤 3시간 동안 교반하였다. 반응 후 실온으로 승온하고 디에틸 에테르 30 ml와 물 30 ml를 넣고 10분간 교반한 뒤 유기층을 분리하고 분리된 유기층을 물로 2회에 걸쳐 세척하였다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조한 뒤 여과하고 농축하여 수지(화학식 5a로 표시되는 화합물) 6.3 g을 얻었다. 제조된 수지에 Ba(OH)2 (Aldrich 사)를 촉매량 첨가한 후 80 ℃에서 24 시간 교반하였다. 온도를 상온(25 ℃)으로 낮추고 디클로로메탄 25 ml를 적하하여 수지를 녹인 뒤 Ba(OH)2 를 여과하여 제거하고 감압하여 디클로로메탄을 농축하여 폴리티타늄(IV) 실록산(하기 화학식 5a의 고분자 화합물) 6g을 제조하였다. GPC를 사용하여 제조한 고분자 화합물의 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량이 19,635 g/mol, PDI 1.65 이었다. 고분자 화합물의 말단을 클로로디메틸비닐실란으로 캡핑하여 말단이 캡핑된 고분자 수지를 얻고, 추후 이를 조성물 실험에 이용하였다.
[화학식 5a]
Figure pat00013
n, m = 47
<실시예 2> 화학식 5b의 화합물의 제조
2-목 둥근바닥 플라스크에 합성예 1에서 제조된 화학식 3a의 화합물(티타늄-실록산 착체) 6.26 g (0.017 mol)과 디페닐실란디올(화학식 4b의 화합물) (Gelest사) 3.68 g(0.017), Ba(OH)2 촉매량을 채운 후 120 ℃에서 1 시간 동안 교반한 후 80 ℃로 냉각하여 10 시간 동안 교반하였다. 온도를 상온(25 ℃)으로 낮추고 디에틸 에테르 50 ml를 적하한 뒤 유기층을 1N HCl 50 ml x 2, 증류수 50 ml, 염수(brine) 80 ml로 각각 세척한 뒤 MgSO4로 수분을 제거하고 여과, 농축하여 투명한 액체로서 폴리티타늄(IV) 실록산(하기 화학식 5b의 고분자 화합물) 7.3 g을 제조하였다. GPC를 사용하여 제조한 고분자 화합물의 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량이 23,625 g/mol, PDI 1.68 이었다. 고분자 화합물의 말단을 클로로디메틸비닐실란으로 캡핑하여 말단이 캡핑된 고분자 수지를 얻고, 추후 이를 조성물 실험에 이용하였다.
[화학식 5b]
Figure pat00014
n , m = 50
<비교예 1> 화학식 9의 화합물의 합성
3-목 둥근바닥 플라스크에 디클로로메틸비닐실란 5 g (0.035 mol), 디클로로메틸페닐실란 6.8 g (0.035 mol) 을 넣고 온도를 0 ℃로 낮추고 강하게 교반시켰다. 이 강한 교반상태의 용액에 물 11 g (0.616 mol)을 30분에 걸쳐 첨가한 후, 반응물을 실온(25℃)에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 후에 디에틸 에테르 30 ml와 물 30 ml를 넣고 10분간 교반한 뒤 유기층을 분리하고 분리된 유기층을 물로 2회에 걸쳐 세척하였다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조한 뒤 여과하고 농축하여 올리고머 7.8 g을 얻었다. 제조된 올리고머에 Ba(OH)2 촉매량 첨가한 후 80 ℃에서 20 시간 교반하였다. 온도를 상온(25 ℃)으로 낮추고 디클로로메탄 40 ml를 적하하여 수지를 녹인 뒤 Ba(OH)2 를 여과하여 제거하고 감압하여 디클로로메탄을 농축, 메틸페닐-메틸비닐 실록산 공중합체 (하기 화학식 9의 화합물) 7.4 g을 제조하였다. GPC를 사용하여 제조한 고분자 화합물의 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량이 21,234 g/mol, PDI 1.63 이었다. 고분자 화합물의 말단을 클로로디메틸비닐실란으로 캡핑하여 말단이 캡핑된 고분자 수지를 얻고, 추후 이를 조성물 실험에 이용하였다.
[화학식 9]
Figure pat00015
n, m = 89
<비교예 2> 화학식 10의 화합물의 합성
2-목 둥근바닥 플라스크에 디메톡시메틸비닐실란 (Gelest사) 5 g(0.038 mol), 디페닐실란디올 (Gelest사) 8.22 g(0.038 mol), Ba(OH)2 촉매량을 첨가한 후 110 ℃에서 7 시간 교반하였다. 온도를 상온(25 ℃)으로 낮추고 디클로로메탄 25 ml를 적하하여 수지를 녹인 뒤 Ba(OH)2 를 여과하여 제거하고 감압하여 디클로로메탄을 농축, 디페닐-메틸비닐 실록산 공중합체 (하기 화학식 10의 화합물) 9.8 g을 제조하였다. GPC를 사용하여 제조한 고분자 화합물의 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량이 18,432 g/mol, PDI 1.71 이었다. 고분자 화합물의 말단을 클로로디메틸비닐실란으로 캡핑하여 말단이 캡핑된 고분자 수지를 얻고, 추후 이를 조성물 실험에 이용하였다.
[화학식 10]
Figure pat00016
n, m = 62
<비교예 3> 화학식 11의 화합물의 합성
2-목 둥근바닥 플라스크에 디메톡시메틸비닐실란 2.5 g(0.019 mol), 디페닐실란디올 8.22 g(0.038 mol), 티타늄(IV) 이소프로폭사이드 2.7 g(0.0095 mol), Ba(OH)2 촉매량을 첨가한 후 110 ℃에서 5 시간 교반하였다. 온도를 상온(25 ℃)으로 낮추고 디클로로메탄 25 ml를 적하하여 수지를 녹인 뒤 Ba(OH)2 를 여과하여 제거하고 감압하여 디클로로메탄을 농축하여 폴리티타늄 실록산 (하기 화학식 11의 화합물) 12.8 g을 제조하였다. GPC를 사용하여 제조한 고분자 화합물의 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량이 20,437 g/mol, PDI 1.70 이었다. 고분자 화합물의 말단을 클로로디메틸비닐실란으로 캡핑하여 말단이 캡핑된 고분자 수지를 얻고, 추후 이를 조성물 실험에 이용하였다.
[화학식 11]
(MeViSiO2/2)a(Ph2SiO2/2)b(TiO4/2)c a=25, b=49, c=13
<평가-1>
실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 수지에 대하여 투과도와 굴절률을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) <투과도>
Varian사의 UV-Vis 분광기(제품명 : Cary 4000)를 사용하여 450nm 파장에서 측정하였다.
(2) <굴절률>
ATAGO사의 Abbe 굴절률계(제품명 : NAR-IT SOLID)를 사용하여 589nm 파장에서 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
Mw 19,635 23,525 21,234 18,432 20,437
PDI 1.65 1.68 1.63 1.71 1.70
굴절률 1.573 1.610 1.531 1.558 1.564
투과율(%) 99 99 99 99 96
< 평가-2 >
실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 수지를 적용하여 고굴절률을 갖는 봉지용 조성물에 대한 실험을 진행하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[시편의 제조]
1. 경화물의 제조 및 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 합성수지로 이루어진 조성물을 일정 두께로 디스펜서(dispenser)를 이용하여 도포하고, 열풍건조기로 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물 시편을 얻었다.
2. 조성물의 특성 평가 (하기 표 2의 조성(중량%) 참조)
(1) 광투과율의 측정
Varian사의 UV-Vis 분광기(제품명 : Cary 4000)를 사용하여 450nm의 파장에서 상기 경화물 제조방식을 거친 시편의 6 포인트별 투과율을 측정하여 얻어진 파장범위 내의 평균값으로 하였다.
(2) 굴절률의 측정
ATAGO사의 Abbe 굴절률계(제품명 : NAR-IT SOLID)를 사용하여 589nm의 파장에서 굴절률을 측정하였다.
(3) 경도 측정
15mmⅹ15mmⅹ7mm의 몰드 위에 수지 조성물을 디스펜싱하고, 150℃에서 2시간동안 가열과정을 거친 후, 경도계를 이용하여 측정하였다.
(4) 인장강도 측정
10mmⅹ70mmⅹ3mm의 몰드 위에 수지 조성물을 디스펜싱하고, 150℃에서 2시간동안 가열과정을 거친 후, 인장강도 측정기(인스트론사, 제품명 : UTM-5566)로 측정하였다.
(5) 점도의 측정
열경화성 조성물 0.5g 을 점도측정기(상품명 : Brook Field viscometer)를 이용하여 80% 근처의 토크를 나타낼 때의 점도를 측정하였다.
반응수지 가교수지 촉매 반응지연제
A-1
(합성수지)		 A-2 A-3 B C D
실시예 3
(실시예1 합성수지)		 28.56 24.99 35.70 10.71 0.02 0.03
실시예 4
(실시예2 합성수지)		 28.56 24.99 35.70 10.71 0.02 0.03
비교예 4
(비교예1 합성수지)		 29.08 25.44 36.35 9.09 0.02 0.03
비교예 5
(비교예2 합성수지)		 29.08 25.44 36.35 9.09 0.02 0.03
비교예 6
(비교예3 합성수지)		 29.08 25.44 36.35 9.09 0.02 0.03
점도(Cps) 굴절률 광투과율(%) 인장강도(MPa) 경도(Shore A)
실시예 3 4,900 1.56 99 1.1 45
실시예 4 5,200 1.57 99 1.2 40
비교예 4 5,160 1.53 99 0.8 30
비교예 5 4,760 1.54 99 0.7 31
비교예 6 5,020 1.55 97 0.9 35
반응수지 A-1(합성) : 상기 실시예 1과 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 합성수지
반응수지 A-2 : 비닐메틸페닐 말단기의 디메틸실록산-디페닐실록산 공중합체 (디페닐실록산 그룹의 몰%: 20~25 몰%, Gelest사)
반응수지 A-3 : 비닐디메틸 말단기의 메틸페닐 폴리실록산 (메틸페닐 그룹의 몰% : 99~100 몰%, Gelest사)
가교수지 B : 하이드라이드 말단기의 폴리페닐 디메틸하이드로실록시 실록산(Gelest사)
부가반응촉매 C : 백금-디비닐테트라메틸디실록산 착체 화합물 (백금 금속 함량 : 3~3.5 중량%, Gelest사)
반응지연제 D : 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (Aldrich사)
상기 표 3의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예의 수지 조성물은 비교예의 수지 조성물에 비해 굴절률, 인장강도 및 경도 등이 모두 우수함을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. (a) 하기 화학식 1의 유기실란을 하기 화학식 2의 금속(IV) 알콕사이드와 치환반응시켜 하기 화학식 3의 화합물을 얻은 후, (b) 이를 하기 화학식 4의 유기실란과 축합반응시켜 하기 화학식 5의 화합물을 얻은 다음, (c) 이를 중축합 촉매 존재 하에서 중축합하여 제조한 실리콘계 고분자 수지를 포함하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00017

    [화학식 2]
    Figure pat00018

    [화학식 3]
    Figure pat00019

    [화학식 4]
    Figure pat00020

    [화학식 5]
    Figure pat00021

    상기 식에서,
    R1, R2, R4 및 R5는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 C1-10 알킬 또는 C6-20 아릴이고;
    R3은 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이고;
    R6는 할로겐, 하이드록시 또는 C1-10 알콕시이고;
    R6' 및 R7은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;
    X는 할로겐 또는 C1-10 알콕시이고;
    M은 Zr(IV) 또는 Ti(IV)이고;
    m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 3의 화합물이 화학식 4의 화합물에 대하여 1 내지 200 몰%의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 5의 화합물이 1:1 비율의 m과 n을 갖는 것을 특징으로 하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 5의 화합물이 500 내지 3,000의 중량평균분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘계 고분자 수지가 3,000 내지 100,000의 중량평균분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘계 고분자 수지가 하기 화학식 6의 화합물과의 치환반응에 의해 말단 캡핑된 것임을 특징으로 하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물:
    [화학식 6]
    Figure pat00022

    상기 식에서,
    X는 제 1 항에서 정의한 바와 같고;
    R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이며, 단 R3이 C1-10 알킬인 경우 R8, R9 및 R10에서 적어도 하나는 수소 또는 C2-20 알케닐이며, 나머지는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이다.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 실리콘계 고분자 수지가 하기 화학식 7로 표시되는 것을 특징으로 하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물:
    [화학식 7]
    Figure pat00023

    상기 식에서,
    R1, R2, R3, R4, R5, M, m 및 n은 제 1 항에서 정의한 바와 같고;
    R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이며, 단 R3이 C1-10 알킬인 경우 R8, R9 및 R10에서 적어도 하나는 수소 또는 C2-20 알케닐이며, 나머지는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬 또는 C2-20 알케닐이다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 수지 조성물이 화학식 1의 유기실란과 화학식 2의 금속(IV) 알콕사이드와의 치환반응에 의해 얻어진 하기 화학식 8의 화합물을 첨가제로서 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학소자 봉지용 실리콘 수지 조성물:
    [화학식 8]
    Figure pat00024

    상기 식에서,
    R1, R2, R3 및 M은 제 1항에서 정의한 바와 같다.
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