TWI542638B - 可固化之組成物 - Google Patents

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Description

可固化之組成物
本申請案係關於一種可固化之組成物及其用途。
發光二極體(LED)係用於各種領域(如顯示裝置和照明裝置的光源)的二極體。
具有高黏著性和極佳的機械耐久性之環氧樹脂被廣泛地用來作為LED封裝劑。但是，環氧樹脂的藍光或UV射線範圍之透光性較低，且耐熱性和耐光性低。 據此，例如，專利文件1至3提出用以解決上述問題的技術。但是，以上參考資料所提出的封裝劑所具有的耐熱性和耐光性不足。
此外，欲在LED遭遇之各種和嚴苛的條件下維持安定的性能，需要具有極佳透光性、初始光速率、高溫耐熱性、耐熱衝擊性、和透氣性的材料。
先前技術文件
專利文件1：日本公開專利申請案第H11-274571號
專利文件2：日本公開專利申請案第2001-196151號
專利文件3：日本公開專利申請案第2002-226551號
本專利申請案提出可固化之組成物及其用途。
本申請案的一方面提出一種可固化之組成物，其包括可藉矽氫化反應(例如，介於脂族不飽和鍵和結合至矽原子的氫原子之間的反應)而固化的組份。例如，該可固化之組成物可包括含括脂族不飽和鍵的聚有機矽氧烷和含括結合至矽原子的氫原子之聚有機矽氧烷。
此處所用詞彙“M單元”是指此技術領域中可能以式R3SiO1/2表示的單官能性矽氧烷單元，所用詞彙“D單元”是指此技術領域中可能以式R2SiO2/2表示的二官能性矽氧烷單元，所用詞彙“T單元”是指此技術領域中可能以式RSiO3/2表示的三官能性矽氧烷單元，且所用詞彙“Q單元”是指可能以式SiO4/2表示的四官能性矽氧烷單元。 此處，R係結合至矽(Si)原子的官能基，且可為，例 如，氫原子、環氧基、或單價烴基。
該可固化之組成物包括含括脂族不飽和鍵的聚有機矽氧烷(下文中稱為聚有機矽氧烷(A))，例如，交聯的聚有機矽氧烷。此處所用詞彙“交聯的聚有機矽氧烷”是指基本上包括T或Q單元的聚有機矽氧烷，聚有機矽氧烷中的D單元對D、T和Q單元的比(D/(D+T+Q))低於0.7，0.65或更低，0.6或更低，0.5或更低，0.4或更低，或0.3或更低。未特別限制該交聯的聚有機矽氧烷的莫耳數之比(D/(D+T+Q))的下限，且例如，可為0。
聚有機矽氧烷(A)可為低折射指數的聚有機矽氧烷。此處所用詞彙“低折射指數的聚有機矽氧烷”可為分子中包括芳基和少量或實質上排除丙烯醯基的聚有機矽氧烷。例如，此處，低折射指數的聚有機矽氧烷可為具有聚有機矽氧烷之芳基(Ar)對總矽(Si)原子的莫耳比(Ar/Si)為0.3或更低，0.2或更低，約0.15或更低，約0.1或更低，或約0.06或更低，或實質上為0的聚有機矽氧烷。反之，此處所用詞彙“高折射指數的聚有機矽氧烷”可為分子中包括預定比或更高的芳基之聚有機矽氧烷。例如，此處所用之高折射指數的聚有機矽氧烷可為具有聚有機矽氧烷之芳基(Ar)對總矽(Si)原子的莫耳比(Ar/Si)為0.25或更高，0.3或更高，或0.4或更高的聚有機矽氧烷。用於高折射指數的聚有機矽氧烷，比(Ar/Si)可為2.0或更低，1.5或更低，1或更低，或約 0.8或更低。除非特別界定，否則此處所用詞彙“芳基”是指自具有苯環或至少兩個苯環鏈結至彼的結構或具有一或至少兩個碳原子共價縮合或連接之結構的化合物或其衍生物衍生的單價基團。本說明書中，在芳基的類別中，含括一般稱為芳基、芳烷基或芳基烷基的官能基。此芳基可為，例如，具6至25，6至21，6至18，或6至12個碳原子的芳基。芳基可為苯基、二氯苯基、氯苯基、苯乙基、苯丙基、苄基、甲苯基、二甲苯基、或萘基。
聚有機矽氧烷(A)是低折射指數的聚有機矽氧烷時，可確保可固化之組成物或其固化產物的物理性質(包括極佳的透光性)，且特別地，維持極佳的高溫耐熱性。
聚有機矽氧烷(A)可具有，例如，式1的平均實驗式。
[式1](R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(OR)e
式1中，R和R1至R3各自獨立地為單價烴基，R1至R3中之至少一者是烯基，a、b、c、和d各自為0或正數，d/(c+d)是0.3或更高，且e/(c+d)是0.2或更低。但是，c和d中之至少一者是正數。聚有機矽氧烷(A)是實質上不包括丙烯醯基之低折射指數的聚有機矽氧烷時，R和R1至R3各自為芳基以外的取代基。
本說明書中，聚有機矽氧烷具有特定平均實驗式是指聚有機矽氧烷由平均實驗式表示的單一組份所構 成，或由至少兩種組份之混合物所構成，且其中混合物之組份的組成之平均以平均實驗式表示。
本說明書中，除非特別界定，否則此處所用詞彙“環氧基”是指自具有三個成環原子的環狀醚或包括環狀醚的化合物衍生的單價基團。此環氧基可為環氧丙基、環氧烷基、環氧丙氧基烷基、或脂環狀環氧基。此處，脂環狀環氧基可為自包括脂族烴環結構的化合物衍生的單價基團、和自形成脂族烴環的兩個碳原子亦形成環氧基的結構衍生的單價基團。此脂環狀環氧基可為具6至12個碳原子的脂環狀環氧基，例如，3,4-環氧基環己基乙基。
除非特別界定，否則此處所用詞彙“單價烴基”是指自由碳和氫所構成的化合物或其衍生物衍生的單價基團。例如，單價烴基可包括1至25個碳原子。單價烴基可為烷基、烯基或炔基。一個例子中，式1的單價烴基可選自芳基以外的單價烴基。
除非特別界定，否則此處所用詞彙“烷基”是指，具1至20，1至16，1至12，1至8，或1至4個碳原子的烷基。此烷基可具有直鏈、支鏈或環狀結構。此外，此烷基可以任意地經至少一個取代基取代。
除非特別界定，否則此處所用詞彙“烯基”是指具2至20，2至16，2至12，2至8，或2至4個碳原子的烯基。此烯基可具有直鏈、支鏈、或環狀結構，且可以任意地經至少一個取代基取代。
除非特別界定，否則此處所用詞彙“炔基”是 指具2至20，2至16，2至12，2至8，或2至4個碳原子的炔基。此炔基可具有直鏈、支鏈、或環狀結構，且可以任意地經至少一個取代基取代。
本說明書中，任意取代至環氧基或單價烴基的取代基為鹵素(如氯或氟)、環氧丙基、環氧基烷基、環氧丙氧基烷基、環氧基(如脂環狀環氧基)、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、巰基、或單價烴基，但本申請案不限於此。
聚有機矽氧烷(A)是低折射指數的聚有機矽氧烷，因此，前述的芳基(Ar)的莫耳比(Ar/Si)可為0.3或更低，0.2或更低，約0.15或更低，約0.1或更低，約0.06或更低，或實質上是0。當聚有機矽氧烷(A)與適當之高折射指數的聚有機矽氧烷摻混時，固化產物可於高溫維持極佳的耐熱性。
式1中，R1至R3中之一或至少二者可為烯基。一個具體實施例中，烯基的存在量使得聚有機矽氧烷(A)中之烯基(Ak)對總矽(Si)原子的莫耳比(Ak/Si)為約0.02至0.5。另一具體實施例中，此莫耳比(Ak/Si)可為0.04或更高或0.06或更高。此外，另一具體實施例中，莫耳比(Ak/Si)可為0.4或更低，0.3或更低，或0.2或更低。據此，可適當地維持與另一組份(如聚有機矽氧烷(B))之反應性，可防止未反應的組份自固化產物表面漏出的現象，且可維持固化產物之極佳的硬度、耐破裂性、和耐熱衝擊性。
式1的平均實驗式中，a、b、c和d各者是各個矽氧烷單元的莫耳比，且當莫耳比的和(a+b+c+d)變成1時，a是0.2至0.8，0.3至0.8，0.3至0.7，或0.3至0.6，b是0至0.5，0至0.4，0至0.3，或0至0.2，c是0至0.5，0至0.4，0至0.3，0至0.2，或0至0.1，且d是0.2至0.8，0.3至0.8，0.3至0.7，或0.3至0.6。式1的平均實驗式中，d/(c+d)可為0.3或更高，0.5或更高，0.7或更高，0.8或更高，或0.85或更高。聚有機矽氧烷(A)的Q單元的比經上述控制時，固化產物可維持極佳的耐破裂性。未特別限制d/(c+d)的上限，可為，例如，1。
式1中，e是聚有機矽氧烷(A)中所含括之可縮合的官能基(例如，羥基或烷氧基)的量。式1中，e是0或正數，且例如，在式1中，e/(c+d)的範圍可為0.2或更低，0.15或更低，0.1或更低，或0.05或更低。藉由前述控制，維持可固化之組成物的組份之間的相容性，並藉此而在固化之後形成具有極佳透光性的固化產物，此外，亦極佳地維持固化產物的耐蒸氣性。例如，當固化產物施用於半導體裝置時，亦可確保裝置的長期可靠性。可能的話，可縮合的官能基不應存在於聚有機矽氧烷(A)中，並因此，未特別限制e/(c+d)的下限。
聚有機矽氧烷(A)在25℃下的黏度為1,000cP或更高或2,000cP或更高，並因此而可適當地維持固化之前的加工性及固化之後的硬度。
聚有機矽氧烷(A)的重量平均分子量(Mw)為500至20,000或500至10,000。此處所用詞彙“重量平均分子量”是指藉凝膠穿透層析法(GPC)測定之相對於聚苯乙烯標準品的轉化值。除非特別界定，否則“分子量”是指重量平均分子量。聚有機矽氧烷(A)的分子量控制於500或更高時，可以有效地維持固化之前的模製性或固化之後的強度，且當聚有機矽氧烷(A)的分子量控制於20,000或10,000或更低時，黏度可維持於適當程度。
未特別限制製造聚有機矽氧烷(A)之方法，且可施用此技術已知的慣用方法。
可固化之組成物可以進一步包括含括結合至矽原子的氫原子之聚有機矽氧烷(下文中稱為聚有機矽氧烷(B))。聚有機矽氧烷(B)可具有，例如，一或至少兩個氫原子結合至矽原子。聚有機矽氧烷(B)可為，例如，具有結合至矽原子的芳基之高折射指數的聚有機矽氧烷。此外，該聚有機矽氧烷(B)可為固體或液體。該聚有機矽氧烷(B)具有直鏈結構，即，M和D單元構成的結構，或包括T或Q單元的結構。未特別限定，在直鏈結構的情況中，氫原子可結合至存在於直鏈結構終端的矽原子。此聚有機矽氧烷(B)對於聚有機矽氧烷(A)中含括的脂族不飽和鍵具有極佳的反應性。此外，聚有機矽氧烷(B)可增進固化產物的耐破裂性，和維持低度的透氣性。聚有機矽氧烷(B)可為低分子量或單分子化合 物。據此，聚有機矽氧烷(B)可包括3至10，3至9，3至8，3至7，3至6，或3至5個矽原子。
聚有機矽氧烷(B)可為用以藉存在於聚有機矽氧烷(A)中的脂族不飽和鍵之反應而使得組成物交聯之交聯劑。例如，交聯和固化可藉聚有機矽氧烷(B)的氫原子和聚有機矽氧烷(A)的脂族不飽和鍵(例如，烯基)之加成反應進行。
聚有機矽氧烷(B)中，適當地，氫原子結合至位於直鏈結構終端的矽(Si)原子，亦適當地，結合至存在於重複單元中(非位於末端)之矽(Si)原子的氫原子的量被最小化。為確保反應性，聚有機矽氧烷(B)中之氫(H)原子對矽(Si)原子的莫耳比(H/Si)可為，例如，1.0或更低，0.9或更低，0.8或更低，或0.75或更低。莫耳比(H/Si)亦可為0.1或更高，0.2或更高，0.3或更高，0.4或更高，或0.5或更高。
聚有機矽氧烷(B)可為高折射指數的聚有機矽氧烷，結合至聚有機矽氧烷(B)之芳基(Ar)對總矽(Si)原子之莫耳比(Ar/Si)可為，例如，約0.25或更高，0.3或更高，0.3至1.0，或0.3至0.8。在以上範圍內，可以極佳地維持可固化組成物與其他組份的相容性、機械特性、和透氣性。
聚有機矽氧烷(B)可為固體或液體。當聚有機矽氧烷(B)是液體時，在25℃下的黏度可為300cP或更低，或200cP或更低。當聚有機矽氧烷(B)的黏度如 前述地控制時，有利於加工性和與其他組份的相容性，但本申請案不限於以上範圍。聚有機矽氧烷(B)可具有，例如，低於1,000或低於800的分子量。當聚有機矽氧烷(B)的分子量為1,000或更高時，固化產物的強度可能會降低，且與其他組份的相容性亦降低。聚有機矽氧烷(B)的分子量下限可為，但未特別限於，250。
可以使用各種化合物，例如，式2或3的化合物，作為聚有機矽氧烷(B)。
式2中，R各自獨立地為單價烴基，至少一個R是芳基，且n是1至10的數字。式2中，n可為，例如，1至8，1至6，1至4，1至3，或1至2。
[式3](HR1 2SiO1/2)3(R2SiO3/2)
式3中，R1和R2各自獨立地為氫或單價烴基，且R1和R2之至少一者是芳基。
聚有機矽氧烷(B)的含量可經選擇，聚有機矽氧烷(B)所含括之結合至矽原子的氫(H)原子對聚有機矽氧烷(A)中所含括的烯基(Ak)之莫耳比(H/Ak)是，例如，0.5至3.0或0.7至2。結合至矽原子的氫(H)原子以莫耳比(H/Ak)混合時，所提供的組成 物在固化之前展現極佳的加工性和使用性，在固化之後展現極佳的耐破裂性、硬度、耐熱衝擊性和黏著性，且不會誘發白化或表面發黏。
可固化之組成物可為包括結合至矽原子的氫原子之聚有機矽氧烷且進一步包括，例如，具有低折射指數的聚合型化合物。例如，該可固化之組成物可以進一步包含含括結合至矽原子的氫原子和10至50或20至40個矽原子之聚有機矽氧烷。此聚有機矽氧烷可為低折射指數的聚有機矽氧烷，此情況中，可具有前述芳基的莫耳比(Ar/Si)範圍。另一具體實施例中，聚有機矽氧烷中含括的矽原子數可為25或更高，27或更高，或約30或更高，且較佳地，約38或更低，或36或更低。此化合物，例如，以式2表示，且可包括芳基R，其為單價烴基，以滿足低折射指數的聚有機矽氧烷的芳基之莫耳比(Ar/Si)。此處，n在18至38的範圍內。此外，此情況中，n可為23或更高，25或更高，或28或更高，且更佳地為36或更低，或34或更低。相對於100重量份聚有機矽氧烷(B)，可固化之組成物中含括之此化合物的比可為，但未特別限於，例如，5至30重量份，5至25重量份，5至20重量份，或5至15重量份。除非特別界定，否則單位“重量份”是指各組份對其他組份的重量比。
該可固化之組成物可以進一步包括具有式3’的平均實驗式之化合物(下文中，稱為化合物(C))作為包括氫原子的另一化合物。
[式3’](HR2SiO)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c
式3’中，R各自獨立地為單價烴基，至少一個R是芳基，且當a、b和c的和(a+b+c)變成1時，a是0.3至0.8，b是0.2至0.7，且c是0至0.5。
化合物(C)中之結合至矽原子的氫(H)原子莫耳數對總矽(Si)原子莫耳數之比(H/Si)可為，例如，約0.2至1.0或0.3至1.0。
此外，化合物(C)中之結合至矽原子的芳基(Ar)莫耳數對總矽(Si)原子莫耳數之比(Ar/Si)可為，例如，0至0.8。(Ar/Si)的另一下限可為，例如，0.2，且其另一上限可為，例如，約0.7。
使用化合物(C)時，考慮，例如，聚有機矽氧烷(B)的比或脂族不飽和鍵的量，適當地選擇其含量。
該可固化之組成物可以進一步包括含括氫原子的另一化合物，例如，式4化合物(下文中稱為化合物(D))。
[式4]R3SiO(HRSiO)r(R2SiO)sOSiR3
式4中，R各自獨立地為氫、環氧基、或單價烴基，r是5至100的數字，且s是0至100或5至100的數字。式4中，單價烴基可為，例如，芳基以外的單價烴基。
化合物(D)所含括之結合至矽原子的氫(H)原子莫耳數對總矽(Si)原子莫耳數之比(H/Si)可為0.2至1或0.3至1。藉由控制前述莫耳比(H/Si)，可極佳地維持固化性。此外，化合物(D)在25℃下的黏度為0.1cP至100,000cP，0.1cP至10,000cP，0.1cP至1,000cP，或0.1cP至300cP。化合物(D)的黏度在以上範圍內時，極佳地維持組成物的加工性和固化產物的硬度。
化合物(D)中之結合至矽原子的芳基(Ar)莫耳數對總矽(Si)原子莫耳數之比(Ar/Si)可為，例如，約0至0.8或0至0.7。
可以考慮可固化之組成物中所含括之含有脂族不飽和鍵的官能基的總量，例如，聚有機矽氧烷(A)所含括的烯基的量和聚有機矽氧烷(B)所含括之結合至矽原子的氫原子的量，而適當地控制化合物(D)含量。
該可固化之組成物可進一步包括含括脂族不飽和鍵的化合物，例如，直鏈或部分交聯的聚有機矽氧烷(下文中，稱為聚有機矽氧烷(E))。此處所用詞彙“直鏈聚有機矽氧烷”可為由M和D單元所構成的聚有機矽氧烷，而詞彙“部分交聯的聚有機矽氧烷”是具有夠長的直鏈結構之衍生自D單元且部分引入T或Q單元(例如，T單元)的聚有機矽氧烷。例如，聚有機矽氧烷之D單元對其中所含括之D、T和Q單元的和之比(D/(D+T+Q))為0.7或更高，0.75或更高，0.8或更高，或0.85或更 高。比(D/(D+T+Q))亦可低於1或約0.95或更低。
聚有機矽氧烷(E)可為低折射指數的聚有機矽氧烷或高折射指數的聚有機矽氧烷。
聚有機矽氧烷(E)可包括至少一個脂族不飽和鍵，例如，烯基。例如，聚有機矽氧烷(E)可包括官能基，其量使得聚有機矽氧烷(E)所含括之包括脂族不飽和鍵的官能基(Ak)(例如，烯基)對總矽(Si)原子的莫耳比(Ak/Si)為0.001至0.3。另一具體實施例中，莫耳比(Ak/Si)可為0.01或更高，0.02或更高，0.03或更高，0.04或更高，或0.05或更高。此外，另一具體實施例中，莫耳比(Ak/Si)可為0.25或更低或0.2或更低。經由此控制，可固化之組成物的固化性可維持於適當範圍內，可防止固化之後，未反應的組份自固化產物表面漏出的現象，且可維持極佳的耐破裂性。
聚有機矽氧烷(E)可為低折射指數的聚有機矽氧烷或高折射指數的聚有機矽氧烷。例如，當聚有機矽氧烷(E)是低折射指數的聚有機矽氧烷時，可維持固化產物之極佳的高溫耐熱性，且可提高與另一組份的相容性。
聚有機矽氧烷(E)可具有，例如，式5的平均實驗式。
[式5](R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(R3 1SiO3/2)c(SiO4/2)d
式5中，R1至R3各自獨立地為環氧基或單價 烴基，R1至R3中之一或至少二者是烯基，a、c和d各自獨立地為0或正數，且b是正數。
聚有機矽氧烷(E)是低折射指數化合物時，單價烴基可為芳基以外的單價烴基。
式5中，R1至R3中之一或至少二者是烯基，且例如，烯基可存在於滿足前述莫耳比(Ak/Si)的範圍內。除非特別限制，例如，烯基可位於R3位置。
式5的平均實驗式中，a、b、c和d代表聚有機矽氧烷(E)的個別矽氧烷單元的莫耳比。當和(a+b+c+d)變成1時，a可為0.001至0.2，0.01至0.2，0.02至0.2，0.03至0.2，0.04至0.2，或0.04至0.1，b可為0.7至0.999或0.7至0.95，c可為0至0.3，超過0至0.2或更低，或超過0至0.1或更低，且d可為0至0.3，0至0.2，或0至0.1。
式5中，各個矽氧烷單元存在使得，例如，(c+d)/(a+b+c+d)是0至0.3，0至0.2，或0至0.1。此外，當聚有機矽氧烷(E)部分交聯時，式5中，b/(b+c+d)可超過0.7，且低於1。部分交聯的另一具體實施例中，b/(b+c+d)可為0.7至0.97或0.65至0.97。矽氧烷單元的比經上述控制時，可以根據用途或應用，確保適當的物理性質。
聚有機矽氧烷(E)可含括於，例如，包括環狀聚有機矽氧烷之混合物的開環聚合反應產物。此反應產物包括環狀化合物，例如，其重量平均分子量(Mw)為 800或更低，750或更低，或700或更低，例如，環狀聚有機矽氧烷，其比可為7重量%或更低，5重量%或更低，或3重量%或更低。環狀化合物之比的下限可為，例如，0重量%或1重量%。經由控制在以上範圍內，所提供的固化產物具有極佳的長期可靠性和耐破裂性。
在1H NMR得到的光譜中，聚有機矽氧烷(E)或包括彼之反應產物所具有之自結合至矽原子的烷氧基衍生的峰的面積對自結合至矽之含有脂族不飽和鍵的官能基(例如，烯基，如乙烯基)衍生的峰之面積比為0.01或更低，0.005或更低，或0。在此範圍內，展現適當的黏度特性，亦可極佳地維持其他物理性質。
聚有機矽氧烷(E)或包括彼之反應產物所具有的酸值(藉KOH滴定計算)為0.02或更低，0.01或更低，或0。在此範圍內，可展現適當的黏度特性，且可極佳地維持其他物理性質。
聚有機矽氧烷(E)或包括彼之反應產物在25℃下的黏度為500cP或更高，1,000cP或更高，2,000cP或更高，或5,000cP或更高。在此範圍內，可維持適當的加工性和硬度。未特別限制黏度的上限，但黏度可為，例如，500,000cP或更低，400,000cP或更低，300,000cP或更低，200,000cP或更低，100,000cP或更低，80,000cP或更低，70,000cP或更低，或65,000cP或更低。
聚有機矽氧烷(E)或包括彼之反應產物的分子量為500至100,000或1,500至50,000。在此範圍內， 可維持適當的模製性、硬度和強度。
包括聚有機矽氧烷(E)之聚合產物可為，例如，包括環狀聚有機矽氧烷的混合物之開環聚合產物。當聚有機矽氧烷(E)具有部分交聯的結構時，混合物可進一步包括，例如，籠結構或部分籠結構，或包括T單元的聚有機矽氧烷。可以使用，例如，式6表示的化合物作為環狀聚有機矽氧烷化合物。
式6中，Rd和Re各自獨立地為環氧基或單價烴基，且o是3至6。
環狀聚有機矽氧烷亦可包括式7化合物和式8化合物。
式7和8中，Rf和Rg是環氧基或烷基，Rh和 Ri是環氧基或單價烴基，p是3至6的數字，和q是3至6的數字。
式6至8中，Rf至Ri的特定種類、o、p和q的特別值、及混合物中之各組份的比可由聚有機矽氧烷(E)的所欲結構決定。
聚有機矽氧烷(E)具有部分交聯的結構時，該混合物可包括具有式9的平均實驗式或部分籠結構之化合物，或進一步包括具有式10的平均實驗式之化合物作為包括T單元的聚有機矽氧烷。
[式9][RjSiO3/2]
[式10][RkRl 2SiO1/2]p[RmSiO3/2]q
式9和10中，Rj、Rk和Rm各自獨立地為環氧基或單價烴基，Rl是環氧基或具1至4個碳原子的烷基，p是1至3的數字，且q是1至10的數字。
式9和10中，Rj至Rm的特定種類中，p和q的特別值、混合物中之各組份的比可由聚有機矽氧烷(E)的所欲結構決定。
當環狀聚有機矽氧烷具有籠結構和/或部分籠結構時，或者與包括T單元的聚有機矽氧烷反應時，具有部分交聯結構的所欲聚有機矽氧烷可以足夠的分子量合成。此外，根據以上方法，藉由使得聚有機矽氧烷或包括彼聚合反應產物中之結合至矽原子之具有烷氧基或羥基的 官能基最小化，可製得物理性質極佳的所欲產物。
一個具體實施例中，混合物可以進一步包括式11表示的化合物。
[式11](RnRo 2Si)2O
式11中，Rn和Ro是環氧基或單價烴基。
式11中，單價烴基的特定種類或混合物中之摻混比可根據所欲聚有機矽氧烷(E)而決定。
混合物中之各組份的反應可以在適當觸媒存在下進行。據此，混合物可以進一步包括觸媒。
可含括於混合物中的觸媒可為，例如，鹼觸媒。適當的鹼觸媒可為，但不限於，金屬氫氧化物，如KOH、NaOH或CsOH；金屬矽醇酸鹽，包括鹼金屬化合物和矽氧烷；或四級銨化合物，如，四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、或四丙基氫氧化銨。
可以考慮所欲反應性而適當地選擇混合物中的觸媒比例，且例如，相對於100重量份混合物中的反應產物總重，可為0.01至30重量份，或0.03至5重量份。
一個具體實施例中，混合物之反應可以在無溶劑存在或適當溶劑存在下進行。只要混合物中的反應產物(即，二矽氧烷或聚矽氧烷)可以適當地與觸媒混合，且其對反應性沒有明顯的影響，可以使用任何種類的溶劑。此溶劑可為，但不限於，以脂族烴為基礎的溶劑，如正戊烷、異戊烷、正己烷、異己烷、2,2,4-三甲基戊烷、 環己烷、或甲基環己烷：芳族溶劑，如苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、或甲基乙苯；以酮為基礎的溶劑，如甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、環己酮、甲基環己酮、或乙醯丙酮；以醚為基礎的溶劑，如四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、乙醚、正丙醚、異丙醚、二甘醇二甲醚(diglyme)、二噁(dioxine)、二甲基二噁、乙二醇單甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇單甲醚或丙二醇二甲醚；以酯為基礎的溶劑，如碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、或乙二醇二乙酸酯；或以醯胺為基礎的溶劑，如N-甲基吡咯啶酮、甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N-乙基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺或N,N-二乙基乙醯胺。
混合物之反應，例如，開環聚合反應，可藉由在反應產物中添加觸媒而在，例如，0℃至150℃，或30℃至130℃的反應溫度進行。此外，反應時間可以控制在，例如，1小時至3天的範圍內。
可固化之組成物可以進一步包括矽氫化觸媒。此矽氫化觸媒可用以刺激矽氫化反應。可以使用此技術中已知之所有的慣用組份作為矽氫化觸媒。可以使用以鉑、鈀或銠為基礎的觸媒作為此觸媒。此說明書中，考慮觸媒效能，可以使用以鉑為基礎的觸媒，且可為，但不限於，氯鉑酸、四氯化鉑、鉑的烯烴錯合物、鉑的烯基矽氧烷錯合物或鉑的羰基錯合物。
未特別限制矽氫化觸媒的含量，只要含括催化量(即，能夠作為觸媒的量)的矽氫化觸媒即可。習慣上，以鉑、鈀或銠的原子重計，矽氫化觸媒用量為0.1至200ppm，且更佳地為0.2至100ppm。
可固化之組成物可以進一步包括發黏劑，以進一步改良對於各種基板的黏著性。此發黏劑係可改良對於組成物或固化產物之自身黏著性，及特別可改良對於金屬和有機樹脂之自身黏著性的組份。
此發黏劑可為，但不限於，具有至少一或兩個選自烯基(如乙烯基)、(甲基)丙烯醯氧基、氫矽基(SiH基)、環氧基、烷氧基、烷氧矽基、羰基和苯基之官能基的矽烷；或有機矽化合物，如，具2至30或4至20個矽原子的環狀或直鏈矽氧烷。本說明書中，可以另混合及使用發黏劑中之一或至少二者。
一個具體實施例中，可以使用包括結合至矽原子的烯基和環氧基且烯基(Ak)對總矽(Si)原子的莫耳比(Ak/Si)在0.02至0.5，0.08至0.5，0.1至0.5，或0.1至0.4的範圍內，芳基(Ar)對總矽(Si)原子的莫耳比(Ar/Si)為0.45或更低，0.4或更低，0.3或更低，0.2或更低，0.1或更低，或0.05或更低，且環氧基(Ep)對總矽(Si)原子的莫耳比(Ep/Si)在0.01至0.5，0.05至0.5，0.1至0.5，或0.1至0.45的範圍內之聚有機矽氧烷作為發黏劑。
例如，此發黏劑可具有式12的平均實驗式。
[式12](R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(OR)e
式12中，R和R1至R3各自獨立地為單價烴基或環氧基，R1至R3中之至少一者是烯基或環氧基，a、b、c、d和e中之各者為0或正數，c/(c+d)是0.3或更高，且e/(c+d)是0.2或更低。但是，此處，c和d之至少一者為正數。
當此發黏劑為實質上不包括芳基的低折射指數組份時，R和R1至R3中之各者可為芳基以外的以上取代基。當此發黏劑為低折射指數組份時，式12中，可含括芳基以使得芳基的前述莫耳比(Ar/Si)為0.3或更低，0.2或更低，或0.15或更低，或實質上為0。
式12中，R1至R3中之一或至少二者可為烯基。一個具體實施例中，式12中，可含括烯基以滿足上述莫耳比(Ak/Si)。此外，式12中，R1至R3中之至少一者可為環氧基。一個具體實施例中，式12中，可含括環氧基以滿足上述莫耳比(Ep/Si)。
式12的平均實驗式中，a、b、c和d是矽氧烷單元的莫耳比，且當和(a+b+c+d)變成1時，a可為0.2至0.8，0.3至0.8，0.3至0.7，或0.3至0.6，b可為0至0.5，0至0.4，0至0.3，或0至0.2，c可為0至0.8，0.1至0.7，0.1至0.65，0.1至0.6，或0.1至0.5，且d可為0至0.5，0至0.4，0至0.3，或0至0.2。式12的平均實驗式中，c/(c+d)可為0.3或更高，0.5或更高， 0.65或更高，或0.7或更高。發黏劑的矽氧烷單元的莫耳比如前述控制時，所提供之半導體裝置維持固化產物之極佳的黏著性並具有極佳的可靠性。c/(c+d)的上限可為，但未特別限於，例如，1，0.9，0.8，或0.75。
式12中，e是指聚有機矽氧烷中所含括之可縮合的官能基(例如，羥基或烷氧基)的量。式12中，e是0或正數，且例如，式12中，e/(c+d)可以在0.2或更低，0.15或更低，0.1或更低，或0.05或更低的範圍內。經由此控制，維持可固化之組成物的組份之間的相容性，可在固化之後形成透光性極佳的固化產物。此外，可維持固化產物之極佳的耐蒸氣性，且當固化產物施用至，例如，半導體裝置時，亦可確保裝置的長期可靠性。聚有機矽氧烷中，可能的話，不應有可縮合的官能基存在，因此，對於e/(c+d)的下限沒有特別的限制。
此發黏劑可具有，例如，500至20,000或500至10,000的分子量。
例如，相對於100重量份可固化之組成物中的固體含量，發黏劑含量為0.1至20重量份，但可考慮黏著性的所欲改良而適當地改變此含量。
必要時，可固化之組成物可以進一步包括添加劑中之一或至少二者，該添加劑包括反應抑制劑，如2-甲基-3-丁炔-2-醇、2-苯基-3-1-丁炔-2-醇、3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基環四矽氧烷或乙炔基環己烷；無機填料，如氧化 矽、氧化鋁、氧化鋯或氧化鈦；具有環氧基和/或烷氧矽基的碳官能性矽烷、彼之部分水解-縮合產物或矽氧烷化合物；觸變劑，如能夠與聚醚併用的濁相氧化矽；填料；燐光體；傳導性提供劑，如銀、銅或鋁的金屬粉末或各種碳材料；或顏色調整劑，如顏料或染料。
本申請案的另一方面提出一種半導體裝置，例如，光學半導體裝置。例示半導體裝置可經包括可固化之組成物之固化產物的封裝劑封裝。經封裝劑封裝之半導體裝置的例子包括二極體、電晶體、閘流體、光偶合器、CCD、固相影像擷取二極體、單相IC、混合IC、LSI、VLSI、或發光二極體(LED)。一個具體實施例中，此半導體裝置可為LED。
此LED可為藉由將半導體材料堆疊在基板上而形成者。半導體材料可為，但不限於，GaAs、GaP、GaAlAs、GaAsP、AlGaInP、GaN、InN、AlN、InGaAlN、或SiC。此外，可以使用藍寶石、尖晶石、SiC、Si、ZnO或GaN單晶作為基板。
此外，欲製造LED，必要時，可以在基板和半導體材料之間形成緩衝層。可以使用GaN或AlN作為緩衝層。將半導體材料堆疊在基板上的方法可為，但未特別限於，MOCVD、HDVPE、或液體生長。此外，LED結構可為，例如，同接合面(包括MIS接合面、PN接合面和PIN接合面)、異接合面、或雙重異接合面。此外，LED可以使用單一或多重量子壁結構形成。
一個具體實施例中，LED的發射波長可為，例如250至550奈米，300至500奈米，或330至470奈米。此發射波長是指主要發射峰波長。LED的發射波長設定於以上範圍內時，能夠得到具有較長壽命、高能量效能、和高顯色的白LED。
此LED可以使用此組成物封裝。此外，LED之封裝可以僅使用此組成物進行，且在一些情況中，另一封裝劑可以與此組成物併用。當兩種封裝劑併用時，使用組成物封裝之後，經封裝的LED亦可以另一封裝劑封裝，或者，LED可以先以另一封裝劑封裝及之後再以此組成物封裝。可以使用環氧樹脂、矽樹脂、丙烯酸系樹脂、脲樹脂、醯亞胺樹脂、或玻璃作為其他封裝劑。
欲以可固化之組成物封裝LED，可以使用，例如，包括事先將組成物注入模具、浸泡已有LED固定於其中的引線框架及固化該組成物之方法，或包括將組成物注入已有LED插入的模具中及固化該組成物之方法。可以使用藉分佈器、轉移模製、或注射模製注射而注射組成物之方法。此外，可以含括將組成物滴在LED上，藉網版印刷或使用遮罩塗覆該組成物，及固化該組成物之方法，及藉分佈器將組成物注入LED已置於其底部的杯中並固化該組成物之方法作為其他封裝法。
此外，必要時，此可固化之組成物可作為將LED固定至引線末端或封裝、或在LED上的被動層或封裝基板中之固定材料。
須固化該組成物時，固化方式可為，例如，藉由使得組成物維持於，例如，60℃至200℃的溫度達10分鐘至5小時，或在至少兩個步驟中於適當溫度達適當的時間，但本申請案不限於此。
未特別限制封裝劑的形狀，且例如，可為子彈型的透鏡、平面形、或薄膜形。
此外，根據此技術已知的慣用方法，可以進一步增進LED的性能。欲增進性能，例如，可以使用將反射層或光收集層配置於LED的背面上之方法，在其底面上形成互補的著色部分之方法，將具有吸收比主要發射峰之波長為短的光之層放置在LED上之方法，封裝LED並以堅硬材料進一步模製LED之方法，將LED插入待固定的穿透孔之方法，或藉覆晶接觸而令LED與引線元件接觸以自基板方向萃取光之方法。
光學半導體裝置，例如，LED可以有效地施用於，例如，液晶顯示器(LCD)的背光、照明設備、各種感知器、印表機和影印機的光源、用於汽車儀表板、號誌燈、領航燈、顯示裝置的光源、平面型LED、顯示器、裝飾、或各種照明設備的光源。
例示可固化之組成物可提供具有極佳的加工性、使用性、和黏著性且不會白化和表面發黏的固化產物。此可固化之組成物所提供的固化產物亦能夠具有極佳 的透光性、耐蒸氣性、機械性、和耐破裂性，並因此，當用於各種電子零件時，能夠展現極佳的長期可靠性。
下文中，將參照實例和比較例，更詳細地描述可固化之組成物，但可固化之組成物之範圍不限於以下實例。本說明書中，縮寫“Vi”、“Ph”、“Me”和“Ep”分別是指乙烯基、苯基、甲基、和3-環氧丙氧基丙基。
1. 裝置的特性之評估
使用聚酞醯胺(PPA)製造的5630 LED封裝物評估裝置的特性。製得的可固化之組成物分佈於PPA杯中，維持於60℃ 1小時，80℃ 1小時，及之後於150℃ 4小時而固化，藉此製造經表面封裝的LED。之後，製得的LED於維持於85℃時以100毫安培的電流操作800小時。之後，測定相對於操作之前的初亮度，操作之後的亮度降低比，並根據以下標準評估。
<評估標準>
A：相對於初亮度之亮度降低比為5%或更低
B：相對於初亮度之亮度降低比超過5%且7%以下
C：相對於初亮度之亮度降低比超過7%
2. 高溫耐熱性之評估
根據以下標準評估高溫耐熱性，藉由將可固化之組成物注於彼此間隔1毫米的兩片玻璃板之間，於60℃ 1小時，80℃ 1小時，及之後於150℃ 4小時固化該組成物，使固化產物於200℃ 24小時，並使用UV-Vis光譜儀，測定相對於初透光率的透光率降低比。此處，透光率為於400奈米至450奈米波長之透光率的平均值。
<評估標準>
A：相對於初透光率的透光率降低比為5%或更低
B：相對於初透光率的透光率降低比超過5%且7%或更低
C：相對於初透光率的透光率降低比超過7%
實例1
藉由混合藉已知方法製得的式A至D所示化合物而製造混合物(摻混量：式A：15克，式B：100克，式C：21克，和式D：1.0克)，並摻混觸媒(鉑(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷)以具有2ppm的Pt(0)含量，此製得可固化之組成物。
[式A](ViMe2SiO1/2)2(Me2SiO2/2)30
[式B](ViMe2SiO1/2)(Me3SiO1/2)4(SiO4/2)5
[式C](HMe2SiO1/2)2(MePhSiO2/2)
[式D](ViMe2SiO1/2)2(Me3SiO1/2)2(EpSiO3/2)2.5(SiO4/2)
實例2
藉與實例1中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但混合26克式E化合物代替式C化合物。
[式E](HMe2SiO1/2)2(Ph2SiO2/2)
實例3
藉與實例1中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但摻混20克式E化合物和2克式F化合物代替式C化合物。
[式E](HMe2SiO1/2)2(Ph2SiO2/2)
[式F](ViMe2SiO1/2)2(HMeSiO2/2)30
實例4
藉與實例2中描述之相同的方法製造可固化 之組成物，但摻混13克式G化合物代替式A化合物。
[式G](ViMe2SiO1/2)2(Me2SiO2/2)20(Ph2SiO2/2)2
實例5
藉與實例2中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但摻混5.5克式H化合物代替式A化合物。
[式H](ViMe2SiO1/2)2(Me2SiO2/2)20(ViSiO3/2)2
實例6
藉與實例2中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但摻混11克式I化合物代替式A化合物。
[式I](ViMe2SiO1/2)2(Me2SiO2/2)20(SiO4/2)2
實例7
藉與實例2中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但摻混11克式J化合物代替式A化合物。
[式J](ViMe2SiO1/2)2(Me2SiO2/2)20(MeSiO3/2)2
實例8
藉與實例2中描述之相同的方法製造可固化 之組成物，但摻混111克式K化合物代替式B化合物。
[式K](ViMe2SiO1/2)1(Me3SiO1/2)4(SiO4/2)5(PhSiO3/2)0.5
實例9
藉由令分別藉已知方法製得的式L化合物與式C和D化合物混合(摻混量：式L：100克，式C：18.5克，和式D：1.0克)並藉與實例1中描述之相同的方法摻混觸媒，而製得可固化之組成物。
[式L](ViMe2SiO1/2)(Me3SiO1/2)4(Me2SiO2/2)1.5(SiO4/2)5
比較例1
藉與實例1中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但摻混6.5克式F化合物代替式C化合物。
比較例2
藉由令分別藉已知方法製得的式M、N和O化合物與式E化合物混合(摻混量：式M：40克，式N：100克，式E：51.5克，式O：1.5克)並藉與實例1中描述之相同的方法摻混觸媒，而製得可固化之組成物。
[式M](ViMe2SiO1/2)2(MePhSiO2/2)40
[式N](ViMe2SiO1/2)2(MePhSiO3/2)0.3(PhSiO3/2)3.5
[式O](ViMe2SiO1/2)2(EpSiO3/2)3(MePhSiO2/2)20
比較例3
藉與實例1中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但摻混31克式Q化合物代替式C化合物。
[式Q](HMe2SiO1/2)2(Me2SiO2/2)3
比較例4
藉與實例1中描述之相同的方法製造可固化之組成物，但摻混340克式R化合物代替式C化合物。
[式R](HMe2SiO1/2)2(Me2SiO2/2)50
實例和比較例測得的物理性質彙整及示於表1。

Claims (16)

  1. 一種可固化之組成物，其包含：(A)聚有機矽氧烷，其具有脂族不飽和鍵且具有6至25個碳原子之芳基(Ar)對矽原子(Si)的莫耳比(Ar/Si)為0.2或更低，及其具有式1的平均實驗式；和(B)聚有機矽氧烷，其包括氫原子和具有6至25個碳原子之芳基的，氫和芳基結合至矽原子，其所具有之6至25個碳原子之芳基(Ar)對矽原子(Si)的莫耳比為0.25或更高，其具有3至10個矽原子且其是式2或3之化合物：[式1](R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(R3SiO3/2)c(SiO4/2)d(OR)e其中式1中之R和R1至R3各自獨立地為具有1至25個碳原子之單價烴基，式1中之R1至R3中之至少一者是具有2至20個碳原子之烯基，式1中之a、b、c、d和e各自為0或正數，d/(c+d)是0.3或更高，而e/(c+d)是0.2或更低： [式3](HR1 2SiO1/2)3(R2SiO3/2)其中式2或3中之R、R1、和R2各自獨立地為氫、或具 有1至25個碳原子之單價烴基，式2中之至少一個R是具有6至25個碳原子之芳基，式3中之R1和R2中之至少一者是具有6至25個碳原子之芳基，且n是1至10的數字。
  2. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其中該(A)聚有機矽氧烷的具有6至25個碳原子之芳基(Ar)對矽原子(Si)的莫耳比(Ar/Si)為0.15或更低。
  3. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其中該聚有機矽氧烷(A)之具有2至20個碳原子之烯基(Ak)對矽原子(Si)的莫耳比(Ak/Si)為0.02至0.5。
  4. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其中該聚有機矽氧烷(A)的重量平均分子量為500至20,000。
  5. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其中該聚有機矽氧烷(B)的分子量低於1,000。
  6. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其進一步包含聚有機矽氧烷，其含括結合至矽原子的氫原子，具有6至25個碳原子之芳基(Ar)對矽原子(Si)的莫耳比為0.3或更低，且包括10至50個矽原子。
  7. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其進一步包含式3’之平均實驗式的化合物：[式3’](HR2SiO1/2)a(RSiO3/2)b(R2SiO2/2)c 其中R各自獨立地為具有1至25個碳原子之單價烴基，至少一個R是具有6至25個碳原子之芳基，且當a、b和c的和(a+b+c)變成1時，a是0.3至0.8，b是0.2至0.7，而c是0至0.5。
  8. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其進一步包含式4的化合物：[式4]R3SiO(HRSiO)r(R2SiO)sOSiR3其中R各自獨立地為氫、環氧基、或具有1至25個碳原子之單價烴基，r是5至100的數字，而s是0至100的數字。
  9. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其進一步包含直鏈聚有機矽氧烷或交聯的聚有機矽氧烷，此聚有機矽氧烷之總二官能性矽氧烷單元(D)對二官能性矽氧烷單元(D)、三官能性矽氧烷單元(T)、和四官能性矽氧烷單元(Q)之莫耳比(D/(D+T+Q))為0.7或更高。
  10. 如申請專利範圍第9項之可固化之組成物，其中該直鏈或交聯的聚有機矽氧烷之具有6至25個碳原子之芳基(Ar)對矽原子(Si)的莫耳比(Ar/Si)為0.3或更低。
  11. 如申請專利範圍第9項之可固化之組成物，其中該直鏈或交聯的聚有機矽氧烷具有式5的平均實驗式：[式5](R3SiO1/2)a(R2SiO2/2)b(R1SiO3/2)c(SiO4/2)d 其中R1至R3各自獨立地為環氧基或具有1至25個碳原子之單價烴基，R1至R3中之一或至少二者是具有2至20個碳原子之烯基，a、c、和d各自獨立地為0或正數，而b是正數。
  12. 如申請專利範圍第1項之可固化之組成物，其進一步包含聚有機矽氧烷，其含括結合至矽原子的具有2至20個碳原子之烯基和環氧基，具有2至20個碳原子之烯基(Ak)對總矽原子(Si)的莫耳比(Ak/Si)為0.02至0.5，具有6至25個碳原子之芳基(Ar)對總矽原子(Si)的莫耳比(Ar/Si)為0.45或更低，環氧基(Ep)對總矽原子(Si)的莫耳比(Ep/Si)為0.01至0.5。
  13. 一種經封裝劑封裝的半導體裝置，其包括如申請專利範圍第1項之可固化之組成物的固化產物。
  14. 一種經封裝劑封裝的光學半導體裝置，其包括如申請專利範圍第1項之可固化之組成物的固化產物。
  15. 一種液晶顯示裝置，其包含如申請專利範圍第14項之光學半導體裝置。
  16. 一種照明設備，其包含如申請專利範圍第14項之光學半導體裝置。
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