TWI487747B - 透明密封材組合物及光半導體元件 - Google Patents

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Description

透明密封材組合物及光半導體元件
本發明係有關一種透明密封材組合物及光導體元件。
專利文獻1及專利文獻2曾揭示一種在製造發光二極體(LED)等之光導體元件時，用於光半導體晶片等之密封的在脂環式環氧樹脂中，混合作為硬化劑之酸酐或陽離子聚合觸媒而成之組合物。由該組合物所獲得之硬化物，耐熱性、機械特性、電氣特性等均屬良好，且透明性亦屬優異。然而，近年來已開發出發出藍色或紫外光等之短波長光之LED，作為相關LED製造用之透明密封材，使用上述組合物時，耐久性會變得不夠充分，且熱或光所引發之硬化物劣化所造成的著色或龜裂，也成為問題。
另一方面，專利文獻3及專利文獻4中，曾揭示一種組合物，其含有具乙烯基等之烯基的矽酮樹脂、以及具有矽原子上直接鍵結有氫原子之Si-H基的矽酮樹脂。該組合物係藉由烯基與Si-H基之氫甲矽烷基化反應而硬化，其硬化物雖然透明性及耐光性優異，但因硬化物之架橋構造內具有有機性之共價鍵(碳-碳鍵結等)，因此在發光效率佳之大輸出LED等的用途方面，耐熱性不夠充分。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-277473號公報
[專利文獻2]日本特開2003-176334號公報
[專利文獻3]日本特開2004-359756號公報
[專利文獻4]日本特開2004-221308號公報
本發明之目的在於提供一種透明密封材組合物，其可藉由加熱而硬化，且所獲得之硬化物可全然滿足透明性、耐熱性、對於短波長光之耐光性等等的各種特性，以及使用該組合物所獲得之光導體元件。
發明人等為達成上述課題進行銳意研究，發現藉由含有兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷與四烷氧基矽烷部分縮合物行脫醇反應所得之特定性烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)及硬化觸媒(B)之透明密封材組合物，可達成上述課題，終而完成本發明。
本發明提供以下所示之透明密封材組合物及光導體元件。
1.一種透明密封材組合物，含有：
(A)　通式(I)所示之兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(1)：
(式中，R1 表甲基或苯基，平均重複單元數m表5~500，諸R1 可為相同或不同)與Si之平均個數n為3~6之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)行脫醇反應所得之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷；及
(B)　硬化觸媒。
2.如上述項1之透明密封材組合物，其中該四烷氧基矽烷部分縮合物(2)係下列通式(II)所示者：
(式中，R2 表甲基、乙基或通式(III)所示之基團：
(式中，R3 表甲基或乙基，諸R3 可為相同或不同)p及q均為0以上之整數，Si之平均個數n為3~6；諸R2 可為相同或不同)。
3.如上述項1之透明密封材組合物，其中該烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)係令聚矽氧烷(1)與四烷氧基矽烷部分縮合物(2)，以莫耳比為前者：後者=1：1.5~1：2.5之比例反應所得之反應產物。
4.如上述項1之透明密封材組合物，其中該烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)為：其聚矽氧烷(1)之末端矽烷醇基之至少75%係由四烷氧基矽烷部分縮合物(2)行烷氧基矽烷改質者。
5.如上述項1之透明密封材組合物，其中該硬化觸媒(B)係有機金屬系觸媒。
6.如上述項5之透明密封材組合物，其中該有機金屬系觸媒係有機酸金屬鹽。
7.如上述項1之透明密封材組合物，其中相對烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)100重量份，該硬化觸媒(B)之混合量為0.1~5重量份。
8.如上述項1之透明密封材組合物，其中進而含有(C)兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷，其係於上述通式(I)中，平均重複單元數m為50~1500，且數量平均分子量為5000~100000者。
9.一種硬化物，其係將如上述項1之透明密封材組合物加熱硬化而得者。
10.一種光半導體元件，其係使用如上述項1之透明密封材組合物將光半導體密封而成者。
11.如上述項10之光半導體元件，其中該光半導體為發光二極體晶片。
根據本發明，如下述般之可獲得顯著之效果。
(1)本發明透明密封材組合物，可藉加熱而容易硬化。又，該組合物之硬化物，其透明性、耐熱性、對於包含藍光、紫外光等短波長光之光的耐光性等之諸特性獲得改善。此外，接著性亦屬優異。
(2)因此，本發明透明密封材組合物，作為發光二極體(LED)等之光導體元件時所用之透明密封材等，極為有用。又，使用該組合物所獲得之光導體元件，具有充分之耐久性，並無導因於熱或光之硬化物的劣化，此外對於大輸出之LED等的用途，耐熱性亦屬充分，信賴性高。
透明密封材組合物
本發明之透明密封材組合物，係特徵在於含有烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)與硬化觸媒(B)之矽酮樹脂組合物。
烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)
本發明所用之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)，係下列通式(I)所示之兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(1)，與Si之平均個數n為3~6之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)行脫醇反應所得：
通式
通式(I)中，式中，R1 表甲基或苯基，複數之R1 各者可為相同或不同。又，平均重複單元數m表5~500。
上述通式(I)所示之兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(1)，係主鏈之兩末端具有矽烷醇基者，R1 係選自甲基及苯基之矽酮油。
作為此種聚矽氧烷(1)之主鏈結構，可例舉的是聚二甲基矽氧烷、聚甲基苯基矽氧烷、聚二苯基矽氧烷。作為聚矽氧烷(1)，可混合具有兩種以上之主鏈結構者而使用。聚矽氧烷(1)之特徵在於，其主鏈結構不含有機性共價鍵結(C-O、C-O、Si-C等)，而是由耐熱性強之矽氧烷鍵結(Si-O-Si)所構成，其主鏈之兩末端具有矽烷醇基(Si-OH)直接鍵結之結構。一般市售之矽酮油，多為主鏈結構中含聚醚或聚碳酸酯等之矽酮油、或分子末端具胺基丙基、縮水甘油氧基丙基、卡必醇基、甲基丙烯醯等之有機性官能基之矽酮油，但若使用含有機性共價鍵結之此等矽酮油，硬化物之耐熱性會降低，不令人滿意。
又，作為聚矽氧烷(1)，可使用由凝膠滲透層析術(GPC)所測定之數量平均分子量為500~30000左右，宜為800~10000左右，且通式(I)中之平均重複單元數m為5~500左右，宜為10~200左右者。作為GPC之測定機器，例如可例舉的有「SC8010」(商品名，東曹株式會社製)等。聚矽氧烷(1)之分子量，主要決定硬化物之硬度及透明密封材組合物之黏度。藉由使聚矽氧烷(1)之數量平均分子量為500以上，可使硬化物之硬度適度維持，而可抑制龜裂等之發生，故較令人滿意；令一方面，若藉由設成30000以下，可使透明密封材組合物之黏度適度維持，使處理變得容易，故較令人滿意。
上述四烷氧基矽烷部分縮合物(2)，其代表性者係如以下通式(II)所示：通式
通式(II)中，R2 表甲基、乙基或通式 (式中，R3 表甲基或乙基，諸R3 可為相同或不同)所示之基團；p及q均為0以上之整數，Si之平均個數n為3~6；複數個R2 各者可為相同或不同。
通式(II)所示之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)，係將水解性四烷氧基矽烷部分水解、縮合而成。此處，R2 表甲基、乙基或通式(III)所示之基團，但如具有通式(III)之基 時，該部分縮合物(2)為具有支鏈之情況。該部分縮合物(2)中，作為構成烷氧基之R2 及R3 ，若使用具有甲基或乙基以外之取代基者，透明密封材組合物之硬化將會變得困難，不令人滿意。另一方面，若R2 及/或R3 為矽烷醇基時，該組合物之黏度安定性將會降低。
作為上述水解性四烷氧基矽烷之具體例，可舉的是四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷。其中，自透明密封材組合物之黏度安定性與硬化之容易性之觀點而言，最好是使用四乙氧基矽烷。另一方面，作為水解性烷氧基矽烷，若使用甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷等之三烷氧基矽烷類，或是二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷等之二烷氧基矽烷類，則因硬化物之耐熱性劣化，不令人滿意。
通式(II)之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)，通常係針對水解性四烷氧基矽烷之烷氧基1當量，以0.125~0.33當量左右之範圍令其行水解反應，再進一步縮合而獲得。
又，在通式(II)中，Si之平均個數n為3以上6以下。Si之平均個數n若小於3，則在脫醇反應時，以未反應之原狀餾去至系外之水解性四烷氧基矽烷之比例會增加，此外硬化物之耐熱性也會降低，不令人滿意。又，Si之平均個數n之值若大於6，則與聚矽氧烷(1)之相容性會降低，因此會有烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)之製造變得困難之傾向。
烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)，係令上述聚矽氧烷(1)與上述四烷氧基矽烷部分縮合物(2)行脫醇反應而製造。於此一反應中，聚矽氧烷(1)與烷氧基矽烷部分縮合物(2)之使用比例並無特殊限制，以[烷氧基矽烷部分縮合物(2)之莫耳數]/[聚矽氧烷(1)之莫耳數]所示之莫耳比而言，宜為1.5~2.5左右之範圍，更好為1.6~2.0左右之範圍。當莫耳比小於1.5，則在脫醇反應之途中會有產生凝膠化之傾向，當超過2.5時，則未與聚矽氧烷(1)反應之烷氧基矽烷部分縮合物(2)將會增加，均不令人滿意。
具體而言，烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)係例如將上述聚矽氧烷(1)與上述四烷氧基矽烷部分縮合物(2)以上述使用比例饋入，予以加熱之，一面將生成之醇餾去一面進行脫醇反應。反應溫度並無特殊限制，通常宜為90~170℃左右，更好的是10~150℃。反應時間通常宜為1~15小時左右。
又，上述脫醇反應時，為促進反應，可使用周知之酯交換反應觸媒。作為該觸媒，例如可例舉的是鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鋇、鍶、鋅、鋁、鈦、鈷、鍺、錫、鉛、銻、砷、鈰、硼、鎘、錳等之金屬，以及此等金屬之氧化物、有機酸鹽、鹵化物、烷氧化物等等。其中，特別好的是有機錫、有機酸錫，具體而言，有效的是二月桂酸二丁基錫。
本發明中所用之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)中，較佳的是，使用之聚矽氧烷(1)之末端矽烷醇基的至少75%經烷氧基矽烷改質。當改質率小於75%，則未反應之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)增加，因硬化時之揮發，有產生龜裂之傾向。另一方面，烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)，含少量未反應之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)一無問題，未反應之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)在本發明透明密封材組合物硬化時，可與烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)一起行溶膠-凝膠反應而硬化。
上述烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)，係在來自聚矽氧烷(1)鏈段的兩末端側，具有來自烷氧基矽烷部分縮合物(2)之聚烷氧基矽烷鏈段之嵌段聚合物。位於兩末端之烷氧甲矽烷基，在硬化觸媒(B)之存在下，會行溶膠-凝膠反應，而形成矽氧烷鍵結之高次網狀結構的二氧化矽(SiO2 )部位並硬化。又，藉由使烷氧甲矽烷基集中於兩末端，使烷氧甲矽烷基之分子內或分子間之反應性提高，可抑制硬化物中殘存未反應之烷氧甲矽烷基。又，形成之二氧化矽部位，係藉由聚矽氧烷(1)鏈段以共價鍵連接。該聚矽氧烷鏈段中，鏈段中不含反應性基，可緩和硬化時所生之應力，抑制發泡，進而對硬化物賦予強韌性、柔軟性。
硬化觸媒(B)
本發明透明密封材組合物中所用之硬化觸媒(B)，係為使位於上述烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)之兩末端之烷氧甲矽烷基硬化反應之必要成分。作為硬化觸媒(B)，有機金屬系觸媒因在透明密封材組合物之安定性、所獲得之硬化物之硬度、無黃變性等方面優異，故可合宜地使用。
作為有機金屬系觸媒，可例舉的是例如含鋅、鋁、鈦、錫、鉍、鈷等之原子者，較佳的是含鋅、鋁、鉍、錫等之原子者。具體而言，可例舉的有有機酸鋅、有機酸錫、有機酸鉍等之有機酸金屬鹽，路易士酸觸媒，有機鋁化合物、有機鈦化合物等之有機金屬化合物等等，其中較佳的是有機酸金屬鹽。更具體而言，可例舉的有辛酸鋅、苯甲酸鋅、對-第三丁基苯甲酸鋅、月桂酸鋅、硬脂酸鋅、氯化鋁、過氯酸鋁、磷酸鋁、三異丙氧基鋁、乙醯基丙酮化鋁、丁氧基二乙基乙醯醋酸鋁、鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、辛酸錫、辛酸鉍、萘酸鈷、萘酸錫等等，較佳的是辛酸錫、辛酸鉍、辛酸鋅。其等可單獨使用一種或併用兩種以上。
硬化觸媒(B)之混合量，相對烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)100重量份，通常為0.1~5重量份左右，若設成0.1重量份以上，硬化會變得容易，較令人滿意，而藉由設成5重量份以下，因透明密封材組合物之安定性會變得良好之故，較令人滿意。
任意成分
本發明之組合物中，除上述烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)及硬化觸媒(B)以外，因應必要，也可含有上述通式(I)中，平均重複單元數m為5~1500左右，且數量平均分子量為5000~100000左右之兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(C)。藉由混合兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(C)，可獲得抑制硬化物中空孔發生之優點。混合聚矽氧烷(C)時，其混合量並無特殊限制，通常相對烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)100重量份，一般宜為1~20000重量份左右，更好的是10~2000重量份左右。
在混合數量平均分子量為5000~100000左右之兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(C)也是，分子末端之矽烷醇基之一部分會與來自烷氧基矽烷部分縮合物(2)之二氧化矽(SiO2 )鍵結，而形成不含有機性共價鍵結之交聯結構。
本發明之組合物中，只要無損本發明之作用‧效果，還可混合聚矽氧烷(C)以外之其他任意成分。作為其他任意成分，可例舉的有：無機填充劑、無機螢光劑、抗老化劑、自由基禁止劑、紫外線吸收劑、接著性改良劑、難燃劑、界面活性劑、保存安定改良劑、臭氧劣化防止劑、光安定劑、増黏劑、可塑劑、偶合劑、抗氧化劑、熱安定劑、導電性賦予劑、帶電防止劑、放射線遮斷劑、成核劑、磷系過氧化物分解劑、滑劑、顏料、金屬不活性劑、物性調整劑、有機溶媒等等。此等任意成分可單獨使用一種或併用兩種以上。
作為上述任意成分，藉由混合無機填充劑，可將所獲得之硬化物之折射率或組合物之流動性調整於適切範圍，或提高該組合物之硬化物之強度。作為無機填充劑並無特殊限制，宜為不會導致光學特性降低之微粒子狀物，例如可例舉的有氧化鋁、氫氧化鋁、熔融二氧化矽、結晶性二氧化矽、超微粉非晶性二氧化矽、疏水性超微粉二氧化矽、滑石、碳酸鈣、硫酸鋇等等。
透明密封材組合物之調製
本發明透明密封材組合物，係可將上述烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)、硬化觸媒(B)、及因應必要含有之任意成分以周知方法調製而成。具體而言，例如一般可藉由將烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)與硬化觸媒(B)、以及上述任意成分，置入市售之攪拌機(例如「THINKY CONDITIONING MIXER」(商品名，THINKY株式會社製)等)中，再均一混合1~5分鐘左右，而獲得本發明組合物。
透明密封材組合物之硬化
本發明透明密封材組合物之硬化，例如可藉由以50~250℃左右加熱0.5~24小時左右而進行。由於硬化時會產生醇，因此宜以80~200℃左右之溫度範圍進行階段式硬化。階段式硬化可經由2階段或3階段以上，較佳的是經由以下之3階段而進行。首先，將本發明之透明密封材組合物，一般以80~120℃左右低溫硬化。而後，將該低溫硬化物一般以125~175℃左右加熱硬化。硬化時間並無特殊限制，通常宜為0.5~2小時左右之範圍。最後，將該硬化物一般以180~200℃左右加熱硬化。硬化時間並無特殊限制，通常宜為1~10小時左右之範圍。更具體而言，較佳的是例如將該組合物以80℃低溫硬化1小時，而後，將其以150℃加熱硬化1小時，繼之，再將其以200℃加熱硬化8小時。藉由經由此等階段之階段式硬化，所獲得之硬化物會充分硬化，幾乎無氣泡之發生。再者，藉由階段式硬化，可容易地獲得無色透明之硬化物，因此作為光半導體之密封材可發揮效用。
將本發明透明密封材組合物加熱硬化所得之硬化物，主鏈結構具有由來自聚矽氧烷(1)之矽氧烷鍵結(Si-O-Si)，交聯部位具有由來自烷氧基矽烷部分縮合物(2)之二氧化矽(SiO2 )結構，由於不含有機性之共價鍵結，故不易熱分解，特別是作為被要求具有高耐熱性之高輸出光半導體的密封材，可發揮效用。
透明密封材組合物之用途
本發明透明密封材組合物之透明性、耐熱性、耐光性、接著性等優異，因此可適當地作為發光元件、受光元件、光電變換元件等光導體元件，光傳送關連零件等製造時所用之透明密封材等使用。
本發明透明密封材組合物，特別適用於作為發光元件之發光二極體(LED)之製造。一般而言，發光二極體可藉由利用本發明透明密封材組合物將發光二極體晶片密封而製造。
作為上述LED晶片，並無特殊限定，可使用能夠用於LED之各種晶片。例如，可例舉的是在藍寶石基板上積層氮化物系化合物半導體等之半導體材料而製作者。
上述LED之發光波長可為自紫外區域至紅外區域者，並無特殊限制，在使用主發光峰值波長為550nm以下之LED時，本發明之效果尤為顯著。上述LED可使用一種令其作單色發光，也可使用複數種令其作單色或多色發光。
作為密封之方法，可適當地應用周知之各種方法。例如，可在底部配置有LED晶片或引線電極之杯狀件、空腔、封裝體凹部等之中，利用分配器等注入液狀之透明密封材組合物，並加熱使其硬化；也可將固體狀之透明密封材組合物加熱等使其流動，再同樣地注入杯狀件等之中並再加熱等而使其硬化。上述杯狀件可使用各種材料作成，例如可使用聚碳酸酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、環氧樹脂、壓克力樹脂、矽酮樹脂、ABS樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚酞醯胺樹脂等等。又，也可適當地應用將透明密封材組合物預先注入模具之模框中，再將固定有LED之引線框架等浸漬於其中後再予硬化之方法；也可在插入有LED晶片之模框中藉由利用分配器之注入、移送成形、射出成形等，將源自透明密封材組合物之密封層成形，再予硬化。也可只是將透明密封材組合物滴下或被覆於LED晶片上使其硬化。也可在LED上，以孔板印刷、絲網印刷、或經由掩罩而塗布等將透明密封材組合物成形，再令其硬化。也可採預先將部份硬化或硬化成板狀、或透鏡形狀等之透明密封材組合物固定於LED晶片上之方法。
可適當應用本發明透明密封材組合物之發光二極體之形狀並無特殊限制，可配合用途適當選擇。具體而言，可例舉的是在照明器具等之中所採用之砲彈型或表面安裝型等等。
又，本發明透明密封材組合物，也可作為將LED晶片等之半導體固定於引線端子或封裝體之晶片接合劑使用。再者，本發明透明密封材組合物加熱硬化所得之硬化物，也可作為發光元件上之被動膜、封裝體基板等之成形體利用。
以下，茲舉合成例、實施例及比較例將本發明具體說明。惟本發明不受此等各例之限制。又，各例中，部及%如未特別指明，均是採重量基準。
合成例1
烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-1)之製造
在備有攪拌機、冷卻管、溫度計、氮氣導入管之反應裝置中，饋入兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(1)(Momentive Performance Materials Japan株式會社製，商品名「YF3800」，數量平均分子量6000，通式(I)中R1 表甲基、m=80者)1900份、以及四烷氧基矽烷部分縮合物(2)(通式(II)中，構成烷氧基之R2 及R3 表甲基、Si之平均個數n==5者)471.83份，予以加熱。在到達140℃時，加入作為觸媒之二月桂酸二丁基錫0.48份，原狀在140℃下反應6小時，獲得烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-1)。又，饋入時之[烷氧基矽烷部分縮合物(2)之莫耳數]/[聚矽氧烷(1)之莫耳數]=2.0。自反應前及反應後之質量差，確認餾去之乙醇量為32.2份。
合成例2
烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-2)之製造
在與實施例1中所用者相同之反應裝置中，饋入實施例1中所使用之兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(1)1000份、以及四烷氧基矽烷部分縮合物(2)(通式(II)中，構成烷氧基之R2 及R3 表甲基、Si之平均個數n=4者)155.1份，予以加熱。在到達120℃時，加入作為觸媒之二月桂酸二丁基錫0.23份，原狀在120℃下反應3.5小時，獲得烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-2)。又，饋入時之[烷氧基矽烷部分縮合物(2)之莫耳數]/[聚矽氧烷(1)之莫耳數]=2.0。自反應前及反應後之質量差，確認餾去之甲醇量為10.7份。
合成例3
烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-3)之製造
在與實施例1中所用者相同之反應裝置中，饋入兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(1)(Momentive Performance Materials Japan株式會社製，商品名「XF3905」，數量平均分子量20000，通式(I)中R1 表甲基、m=270者)2150份、以及四烷氧基矽烷部分縮合物(2)(通式(II)中，構成烷氧基之R2 及R3 表乙基、Si之平均個數n=5者)160.18份，予以加熱。在到達140℃時，加入作為觸媒之二月桂酸二丁基錫0.12份，原狀在140℃下反應8小時，獲得烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-3)。又，饋入時之[烷氧基矽烷部分縮合物(2)之莫耳數]/[聚矽氧烷(1)之莫耳數]=2.0。自反應前及反應後之質量，確認餾去之乙醇量為10.85份。
合成例4
烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-4)之製造
在與實施例1中所用者相同之反應裝置中，饋入兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(1)(數量平均分子量6000，通式(I)中R1 表苯基、m=30者)1900份、以及四烷氧基矽烷部分縮合物(2)(通式(II)中，構成烷氧基之R2 及R3 表乙基、Si之平均個數n=5者)471.83份，予以加熱。在到達140℃時，加入作為觸媒之二月桂酸二丁基錫0.48份，原狀在140℃下反應6小時，獲得烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-4)。又，饋入時之[烷氧基矽烷部分縮合物(2)之莫耳數]/[聚矽氧烷(1)之莫耳數]=2.0。自反應前及反應後之質量差，確認餾去之乙醇量為32.1份。
合成例5
烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-5)之製造
在與實施例1中所用者相同之反應裝置中，饋入兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(1)(數量平均分子量6000，通式(I)中R1 之一者表甲基、另一者表苯基、m=40者)1900份、以及四烷氧基矽烷部分縮合物(2)(通式(II)中，構成烷氧基之R2 及R3 表乙基、Si之平均個數n=5者)471.83份，予以加熱。在到達140℃時，加入作為觸媒之二月桂酸二丁基錫0.48份，原狀在140℃下反應6小時，獲得烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-5)。又，饋入時之[烷氧基矽烷部分縮合物(2)之莫耳數]/[聚矽氧烷(1)之莫耳數]=2.0。自反應前及反應後之質量差，確認餾去之乙醇量為32.1份。
實施例1~6
對於合成例1~5所得之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-1)~(A-5)，將表1中所示之硬化觸媒(B)以表1中所記載之比例混合之，分別獲得本發明之各透明密封材組合物。
表1中表示各透明密封材組合物之成分組成。
實施例7
對於合成例1所得之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-1)100份，將兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(C)(數量平均分子量70000，通式(I)中R1 表甲基、m=1000者)100份、及作為硬化觸媒(B)之辛酸錫0.5份混合之，獲得本發明之透明密封材組合物。
實施例8
對於合成例5所得之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-1)100份，將兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(C)(數量平均分子量70000，通式(I)中R1 之一者表甲基、另一者表苯基、m=500者)100份、及作為硬化觸媒(B)之辛酸錫0.5份混合之，獲得本發明之透明密封材組合物。
實施例9
對於合成例1所得之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A-1)100份，將兩末端為矽烷醇之聚矽氧烷(C)(數量平均分子量70000，通式(I)中R1 表甲基、m=1000者)100份、及作為硬化觸媒(B)之辛酸鉍1.0份混合之，獲得本發明之透明密封材組合物。
比較例1
對於氫化雙酚A型環氧樹脂(商品名「艾波基特YX8000」，Japan Epoxyresin株式會社製)100份，混合以甲基六氫酞酸酐(商品名「理化基特MH-700」，新日本理化株式會社製)80份，獲得比較用之透明密封材組合物。
比較例2
對於環氧改質聚二甲基矽氧烷(商品名「KF101」，信越化學工業株式會社製)100份，混合作為陽離子聚合觸媒之BF3 ‧Et2 O(BF3 乙醚化物錯體，東京化成株式會社製)0.05份，獲得比較用之透明密封材組合物。
比較例3
對於甲基丙烯醯改質聚二甲基矽氧烷(商品名「X-22-164」，信越化學工業株式會社製)100份，混合作為陽離子聚合觸媒之BF3 ‧Et2 O(BF3 乙醚化物錯體，東京化成株式會社製)0.05份，獲得比較用之透明密封材組合物。
其次，茲就實施例及比較例所獲得之各透明密封材組合物之接著性、透明性、耐UV性、耐熱性之各種性能評估之。評估方法係如下所述。
接著性
將各組合物以浸漬法塗布於玻璃基板，而後，在80℃下作1小時、接著在150℃下作1小時、再於200℃下作1小時之階段式硬化，在玻璃基板上形成厚2~3μm之硬化物。其後，根據棋盤目賽璐玢膠帶剝離試驗(JIS K-5400)，評估該硬化物之對於該玻璃基板之接著性。評估係以每100個棋盤目之殘存棋盤目數表示。
透明性
將各組合物以浸漬法塗布於玻璃基板，而後，在80℃下作1小時、接著在150℃下作1小時、再於200℃下作1小時之階段式硬化，在玻璃基板上形成厚2~3μm之硬化物。以目視觀察硬化物之透明性，並根據以下基準評估之。
○：色透明性高。
×：確認有黃變等之變色。
耐UV性
在玻璃基板上將各組合物以移液滴管低下1g，在80℃下作1小時、接著在150℃下作1小時、再於200℃下作1小時之階段式硬化，在玻璃基板上形成硬化物。針對該硬化物，以UV照射裝置(商品名「I Super UV試驗機SUV-F11」，鹽崎電氣株式會社製)作UV照射(30nW，波長295~450nm)24小時。以目視觀察UV照射後之硬化物之表面，並根據以下基準評估之。
○：硬化物之表面全無變色。
△：確認有黃變等之變色。
×：確認有顯著之黃變等之劣化。
耐熱性
將各組合物置入施覆以鐵弗龍之模具中，在80℃下作1小時、接著在150℃下作1小時、再於200℃下作1小時之階段式硬化，形成厚為500μm之硬化膜。將該硬化膜置入250℃之烘箱中，以目視觀察經500小時後之表面，並根據以下基準評估之。
○：硬化物之表面全無變色。
△：確認有黃變等之變色。
×：確認有顯著之黃變等之劣化。
性能評估結果係如下述表2中所示。

Claims (11)

  1. 一種透明密封材組合物，含有：(A)通式(I)所示，且由凝膠滲透層析術所測定之數量平均分子量為800~10000之兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(1)： (式中，R1 表甲基或苯基，平均重複單元數m表5~500，諸R1 可為相同或不同)與Si之平均個數n為3~6之四烷氧基矽烷部分縮合物(2)行脫醇反應所得之烷氧基矽烷改質聚矽氧烷；及(B)硬化觸媒。
  2. 如請求項1之透明密封材組合物，其中該四烷氧基矽烷部分縮合物(2)係下列通式(II)所示者： (式中，R2 表甲基、乙基或通式(III)所示之基團： (式中，R3 表甲基或乙基，諸R3 可為相同或不同)p及q均為0以上之整數，Si之平均個數n為3~6；諸R2 可為相同或不同)。
  3. 如請求項1之透明密封材組合物，其中該烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)係令聚矽氧烷(1)與四烷氧基矽烷部分縮合物(2)，以莫耳比為前者：後者=1：1.5~1：2.5之比例反應所得之反應產物。
  4. 如請求項1之透明密封材組合物，其中該烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)為：其聚矽氧烷(1)之末端矽烷醇基之至少75%係由四烷氧基矽烷部分縮合物(2)行烷氧基矽烷改質者。
  5. 如請求項1之透明密封材組合物，其中該硬化觸媒(B)係有機金屬系觸媒。
  6. 如請求項5之透明密封材組合物，其中該有機金屬系觸媒係有機酸金屬鹽。
  7. 如請求項1之透明密封材組合物，其中相對烷氧基矽烷改質聚矽氧烷(A)100重量份，該硬化觸媒(B)之混合量為0.1~5重量份。
  8. 如請求項1之透明密封材組合物，其中進而含有(C)兩末 端具有矽烷醇基之聚矽氧烷，其係於上述通式(I)中，平均重複單元數m為50~1500，且數量平均分子量為5000~100000者。
  9. 一種硬化物，其係將如請求項1之透明密封材組合物加熱硬化而得者。
  10. 一種光半導體元件，其係使用如請求項1之透明密封材組合物將光半導體密封而成者。
  11. 如請求項10之光半導體元件，其中該光半導體為發光二極體晶片。
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