WO2014104598A1 - 봉지재 조성물, 봉지재 및 전자 소자 - Google Patents

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Definitions

  • An encapsulant composition An encapsulant composition, an encapsulant and an electronic device.
  • Light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs), organic light emitting diode devices (OLED devices), and photoluminescence devices (PL devices) may be used in home appliances, lighting devices, and display devices. And it is applied in various fields, such as various automation devices.
  • LEDs light emitting diodes
  • OLED devices organic light emitting diode devices
  • PL devices photoluminescence devices
  • These light emitting devices can display inherent colors of light emitting materials such as blue, red, and green in the light emitting unit, and can display white by combining light emitting units displaying different colors.
  • Such light emitting devices generally include an encapsulant of a packaged or encapsulated structure.
  • an encapsulant may be made from an encapsulant composition, which is a translucent resin through which light emitted from a light emitting part may pass to the outside.
  • One embodiment provides an encapsulant composition that can improve the reliability of the encapsulant.
  • Another embodiment provides an encapsulant obtained by curing the encapsulant composition.
  • Yet another embodiment provides an electronic device including the encapsulant.
  • the first polysiloxane comprising a moiety represented by the following formula (1) and has a silicon-bonded alkenyl group (Si-Vi) at the end, and silicon (H-H) at the end It provides an encapsulant composition comprising a second polysiloxane having a.
  • A is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group, a substituted or Unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, or a combination thereof,
  • R 1 to R 4 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted Or an unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 carbonyl group, a hydroxy group or a combination thereof.
  • A may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
  • the second polysiloxane may be represented by the following Chemical Formula 2.
  • R 5 to R 10 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted Or an unsubstituted C1 to C30 carbonyl group, a hydroxy group or a combination thereof,
  • At least one of R 5 to R 10 includes hydrogen
  • Y 1 is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl A ethylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, or a combination thereof,
  • the first polysiloxane may be included in about 10 to 80% by weight based on the total content of the encapsulant composition
  • the second polysiloxane may be included in about 20 to 90% by weight relative to the total content of the encapsulant composition.
  • the encapsulant composition may further include a third polysiloxane represented by the following Chemical Formula 3.
  • R 11 to R 16 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 aryl Alkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted A substituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 carbonyl group, a hydroxy group or a combination thereof,
  • At least one of R 11 to R 16 includes a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group
  • Y 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl A ethylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, or a combination thereof,
  • At least one of T3 and T4 of Formula 3 may not be zero.
  • the first polysiloxane may be included in about 10 to 50% by weight relative to the total content of the encapsulant composition
  • the second polysiloxane may be included in about 20 to 60% by weight relative to the total content of the encapsulant composition
  • the third polysiloxane may be included in about 30 to 70% by weight based on the total content of the encapsulant composition.
  • an encapsulant obtained by curing the encapsulant composition is provided.
  • an electronic device including the encapsulant is provided.
  • the reliability of the encapsulant can be improved by increasing the heat resistance of the encapsulant and lowering the moisture permeability and oxygen permeability.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode according to an embodiment.
  • 'substituted' means that a hydrogen atom in a compound is a halogen atom (F, Cl, Br, or I), a hydroxyl group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amino group Dino group, hydrazino group, hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group, ester group, carboxyl group or salt thereof, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C2 C20 to C20 alkynyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 arylalkyl group, C1 to C30 alkoxy group, C1 to C20 heteroalkyl group, C3 to C20 heteroarylalkyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C
  • hetero means containing one to three hetero atoms selected from N, O, S and P.
  • the encapsulant composition according to one embodiment includes a moiety represented by the following Chemical Formula 1 and has a silicon-bonded alkenyl group (Si-Vi) at the end, and a silicon-bonded hydrogen at the end (Si).
  • A is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group, a substituted or Unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, or a combination thereof,
  • R 1 to R 4 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted Or an unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 carbonyl group, a hydroxy group or a combination thereof.
  • the first polysiloxane may be a siloxane moiety of a chain structure, a network structure, or a mixed structure thereof, and may include a moiety represented by Chemical Formula 1 in the structure.
  • the first polysiloxane may include a moiety represented by Chemical Formula 1 to increase crosslinking reactivity in an alkenylene group positioned between silicon (Si) and silicon (Si) during curing, thereby increasing the crosslinking density of the encapsulant. have.
  • Chemical Formula 1 to increase crosslinking reactivity in an alkenylene group positioned between silicon (Si) and silicon (Si) during curing, thereby increasing the crosslinking density of the encapsulant. have.
  • the first polysiloxane has an alkenyl group (Si-Vi) bonded to the terminal by silicon.
  • the silicon-bonded alkenyl group (Si-Vi) may cause a hydrogen siliconization reaction with the second polysiloxane to be described below when cured.
  • One kind or two or more kinds of the first polysiloxane may be used together.
  • the weight average molecular weight of the first polysiloxane may be about 100 to 30,000 ⁇ g / mol, of which about 100 ⁇ g to 10,000 ⁇ g / mol.
  • the second polysiloxane may be represented by the following Chemical Formula 2.
  • R 5 to R 10 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted Or an unsubstituted C1 to C30 carbonyl group, a hydroxy group or a combination thereof,
  • At least one of R 5 to R 10 includes hydrogen
  • Y 1 is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl A ethylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, or a combination thereof,
  • the second polysiloxane is a compound having silicon-bonded hydrogen (Si-H) at its end, and may have, for example, an average of two or more silicon-bonded hydrogens (Si-H) per molecule.
  • the silicon-bonded hydrogen (Si-H) may react with an alkenyl group located at the end of the first polysiloxane and / or an alkenyl group located at the end of the third polysiloxane described later.
  • the second polysiloxane may be a chain structure, a network structure, and / or a mixed structure thereof.
  • the second polysiloxane is for example R 5 R 6 R 7 SiZ One Monomer and R represented by 8 R 9 SiZ 2 Z 3 Monomer represented by R 10 SiZ 4 Z 5 Z 6 Monomer represented by 7 Z 8 Z 9 Si-Y One -SiZ 10 Z 11 Z 12 Monomer and SiZ represented by 13 Z 14 Z 15 Z 16 It can be obtained by hydrolysis and polycondensation at least one selected from monomers represented by.
  • R 5 To R 10 And Y One The definition of is as described above, Z One To Z 16 are each independently a C1 to C6 alkoxy group, a hydroxy group, a halogen group, a carboxyl group or a combination thereof.
  • One or two or more kinds of the second polysiloxane may be used together.
  • the weight average molecular weight of the second polysiloxane may be about 100 to 30,000 ⁇ g / mol, of which about 100 ⁇ g to 10,000 ⁇ g / mol.
  • the first polysiloxane may be included in about 10 to 80% by weight based on the total content of the encapsulant composition, and the second polysiloxane may be included in about 20 to 90% by weight relative to the total content of the encapsulant composition.
  • the encapsulant composition may further include a third polysiloxane represented by the following Chemical Formula 3.
  • R 11 to R 16 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 aryl Alkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted A substituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 carbonyl group, a hydroxy group or a combination thereof,
  • At least one of R 11 to R 16 includes a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group
  • Y 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl A ethylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, or a combination thereof,
  • the third polysiloxane is a compound having a silicon-bonded alkenyl group (Si-Vi) at the terminal, for example, may have an average of two or more silicon-bonded alkenyl groups (Si-Vi) per molecule.
  • the silicon-bonded alkenyl group (Si-Vi) may react with hydrogen located at the terminal of the second polysiloxane.
  • the third polysiloxane may be a chain structure, a network structure, and / or a mixed structure thereof, but may be, for example, a network structure.
  • the third polysiloxane has a network structure, at least one of T3 and T4 may not be zero.
  • the third polysiloxane is for example R 11 R 12 R 13 SiZ 17 Monomer and R represented by 14 R 15 SiZ 18 Z 19 Monomer represented by R 16 SiZ 20 Z 21 Z 22 Monomer represented by 23 Z 24 Z 25 Si-Y 2 -SiZ 26 Z 27 Z 28 Monomer and SiZ represented by 29 Z 30 Z 31 Z 32 It can be obtained by hydrolysis and polycondensation at least one selected from monomers represented by.
  • R 11 To R 16 And Y 2 The definition of is as described above, Z 17 To Z 32 are each independently a C1 to C6 alkoxy group, a hydroxy group, a halogen group, a carboxyl group or a combination thereof.
  • the third polysiloxane may be used alone or in combination of two or more.
  • the weight average molecular weight of the third polysiloxane may be about 100 to 30,000 g / mol, respectively, and may be about 100 to 10,000 g / mol.
  • the first polysiloxane may be included in about 10 to 50% by weight relative to the total content of the encapsulant composition
  • the second polysiloxane may be included in about 20 to 60% by weight relative to the total content of the encapsulant composition
  • the third polysiloxane may be included in an amount of about 30 to 70 wt% based on the total content of the encapsulant composition.
  • the encapsulant composition may further include a filler.
  • the filler may be made of, for example, an inorganic oxide, and may include, for example, silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide or combinations thereof.
  • the encapsulant composition may further include a hydrogen siliconization catalyst.
  • the hydrogen siliconization catalyst may promote hydrogen siliconization reaction of the first polysiloxane, the second polysiloxane and the third polysiloxane, and may include, for example, platinum, rhodium, palladium, ruthenium, iridium, or a combination thereof.
  • the hydrogen siliconization catalyst may be included in about 0.1ppm to 1000ppm relative to the total content of the encapsulant composition.
  • the encapsulant composition may be used as an encapsulant by curing by heat treatment at a predetermined temperature.
  • the encapsulant may be applied to electronic devices such as light emitting diodes and organic light emitting devices.
  • FIG. 1 a light emitting diode according to an embodiment is described with reference to FIG. 1 as an example of an electronic device to which an encapsulation material is applied.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode according to an embodiment.
  • the light emitting diode may include a mold 110; A lead frame 120 disposed in the mold 110; A light emitting diode chip 140 mounted on the lead frame 120; A bonding wire 150 connecting the lead frame 120 and the LED chip 140 to each other; The encapsulant 200 covering the light emitting diode chip 140 is included.
  • the encapsulant 200 is obtained by curing the encapsulant composition described above.
  • the phosphor 190 may be dispersed in the encapsulant 200.
  • the phosphor 190 includes a material that is stimulated by light to emit light of its own wavelength range, and broadly also includes a quantum dot such as a semiconductor nanocrystal.
  • the phosphor 190 may be, for example, a blue phosphor, a green phosphor, or a red phosphor, and two or more kinds thereof may be mixed.
  • the phosphor 190 may display a color of a predetermined wavelength region by light supplied from the light emitting diode chip 140, which is a light emitting unit, and the light emitting diode chip 140 may have a shorter wavelength region than the color displayed by the phosphor 190.
  • the color of the can be displayed. For example, when the phosphor 190 displays red, the LED chip 140 may supply blue or green light, which is a shorter wavelength region than the red.
  • the white color may be displayed by combining the color emitted from the light emitting diode chip 140 and the color emitted from the phosphor 190.
  • the electronic device may display white by combining blue, red, and green.
  • the phosphor 190 may be omitted.
  • the molecular weight of the obtained polysiloxane was measured using gel permeation chromatography, and the polystyrene reduced molecular weight was 8,000 g / mol.
  • Polysiloxane was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that divinylbenzene and vinyl-terminated polyphenylmethylsiloxane (PMV-9925, Gelest) were mixed in a 1.5: 1 molar ratio.
  • the molecular weight of the obtained polysiloxane was measured using gel permeation chromatography, and the polystyrene reduced molecular weight was 7,000 g / mol.
  • Polysiloxane was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except divinylbenzene and vinyl-terminated polyphenylmethylsiloxane (PMV-9925, Gelest) were mixed in a 2: 1 molar ratio.
  • the molecular weight of the obtained polysiloxane was measured using gel permeation chromatography, and the polystyrene reduced molecular weight was 6,000 g / mol.
  • the molecular weight of the obtained compound was measured using gel permeation chromatography, and the polystyrene reduced molecular weight was 334 g / mol.
  • the molecular weight of the obtained compound was measured using gel permeation chromatography, and the polystyrene reduced molecular weight was 1900 g / mol.
  • the transmittance was measured at 600 nm using a UV-spectrophotometer (Shimazu UV-3600) after preparing a cured product specimen having a thickness of 1 mm by curing the encapsulant composition according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 at 150 ° C. for 2 hours. It was.
  • Heat resistance was evaluated by the transmittance deterioration rate, and the cured product specimens were heat-treated at 120 ° C. for 1000 hours, and then the transmittance was measured in the same manner.
  • the thermal expansion coefficient of the specimens (1 cm x 1 cm x 0.4 cm) of the encapsulant composition according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was measured by TA TMA equipment.
  • the peel rate is 7030PKG (LED package) by dispensing the encapsulant composition according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 and thermally cured, and then connecting the LED package to the PCB and putting the assembled PCB into the T / C equipment- After 15 minutes at 45 °C, 15 minutes at 125 °C was alternately repeated 100 times the thermal shock was confirmed by determining the number of lights by energizing the PCB.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 5 Comparative Example 1
  • Initial Permeability (%) 98 98 98 98 98 96 Permeability (%) after heat treatment at 120 °C for 1000 hours 94 94 95 95 95 90 Permeability deterioration rate (%) 4 4 3 3 3 7
  • Coefficient of thermal expansion (CTE, ppm) 85 86 82 90 95 100 Peel rate after 100 thermal shocks (%) 7 6 3 5 7 15
  • the encapsulant composition according to Examples 1 to 4 has a significantly lower permeability deterioration rate after being left at a high temperature for a long time as compared with the encapsulant composition according to Comparative Example 1.
  • the encapsulant composition according to Examples 1 to 4 is also significantly improved in thermal expansion coefficient and peeling rate after thermal shock as compared with the encapsulant composition according to Comparative Example 1. From this, it can be seen that the encapsulant composition according to Examples 1 to 4 has improved reliability.

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Abstract

화학식 1로 표현되는 부분을 포함하고 말단에 규소 결합된 알케닐 기(Si-Vi)를 가지는 제1 폴리실록산, 그리고 말단에 규소 결합된 수소(Si-H)를 가지는 제2 폴리실록산을 포함하는 봉지재 조성물, 상기 봉지재 조성물을 경화하여 얻은 봉지재 및 상기 봉지재를 포함하는 전자 소자에 관한 것이다.

Description

봉지재 조성물, 봉지재 및 전자 소자
봉지재 조성물, 봉지재 및 전자 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode, LED), 유기 발광 장치(organic light emitting diode device, OLED device) 및 광 루미네선스 소자(photoluminescence device, PL device) 등의 발광 소자는 가정용 가전 제품, 조명 장치, 표시 장치 및 각종 자동화 기기 등의 다양한 분야에서 응용되고 있다. 　
이들 발광 소자는 발광부에서 청색, 적색 및 녹색과 같은 발광 물질의 고유의 색을 표시할 수 있으며, 서로 다른 색을 표시하는 발광부를 조합하여 백색을 표시할 수　있다.
이러한 발광 소자는 일반적으로 패키징(packaging) 또는 밀봉(encapsulation)된 구조의 봉지재(encapsulant)를 포함한다. 　 이러한 봉지재는 발광부로부터 방출된 빛이 외부로 통과할 수 있는 투광성 수지인 봉지재 조성물로부터 만들어질 수 있다.
일 구현예는 봉지재의 신뢰성을 개선할 수 있는 봉지재 조성물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 봉지재 조성물을 경화하여 얻어진 봉지재를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 봉지재를 포함하는 전자 소자를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 부분(moiety)을 포함하고 말단에 규소 결합된 알케닐 기(Si-Vi)를 가지는 제1 폴리실록산, 그리고 말단에 규소 결합된 수소(Si-H)를 가지는 제2 폴리실록산을 포함하는 봉지재 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013010977-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
A는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이다.
상기 A는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기일 수 있다.
상기 제2 폴리실록산은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
[화학식 2]
(R5R6R7SiO1/2)M1(R8R9SiO2/2)D1(R10SiO3/2)T1(SiO3/2-Y1-SiO3/2)T2(SiO4/2)Q1
상기 화학식 2에서,
R5　내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이고,
R5　내지 R10　중 적어도 하나는 수소를 포함하고,
Y1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
0<M1<1, 0≤D1<1, 0≤T1<1, 0≤T2<1, 0≤Q1<1이고,
M1+D1+T1+T2+Q1=1이다
상기 제1 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 10 내지 80 중량%로 포함될 수 있고, 상기 제2 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 20 내지 90중량%로 포함될 수 있다.
상기 봉지재 조성물은 하기 화학식 3으로 표현되는 제3 폴리실록산을 더 포함할 수 있다.
[화학식 3]
(R11R12R13SiO1/2)M2(R14R15SiO2/2)D2(R16SiO3/2)T3(SiO3/2-Y2-SiO3/2)T4(SiO4/2)Q2
상기 화학식 3에서,
R11　내지 R16은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이고,
R11　내지 R16　중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기를 포함하고,
Y2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
0<M2<1, 0≤D2<1, 0≤T3<1, 0≤T4<1, 0≤Q2<1이고,
M2+D2+T3+T4+Q2=1이다.
상기 화학식 3의 T3 및 T4 중 적어도 하나는 0이 아닐 수 있다.
상기 제1 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 10 내지 50중량%로 포함될 수 있고, 상기 제2 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 20 내지 60중량%로 포함될 수 있고, 상기 제3 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 30 내지 70중량%로 포함될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 봉지재 조성물을 경화하여 얻은 봉지재를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 봉지재를 포함하는 전자 소자를 제공한다.
봉지재의 내열성을 높이고 투습도 및 산소투과도를 낮춤으로써 봉지재의 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 발광 다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C30 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C3 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1개 내지 3개 함유한 것을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 봉지재 조성물을 제공한다.
일 구현예에 따른 봉지재 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 부분(moiety)을 포함하고 말단에 규소 결합된 알케닐 기(Si-Vi)를 가지는 제1 폴리실록산, 그리고 말단에 규소 결합된 수소(Si-H)를 가지는 제2 폴리실록산을 포함한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013010977-appb-I000002
상기 화학식 1에서,
A는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이다.
*는 제1 폴리실록산의 다른 원소와 연결되는 지점이다.
상기 제1 폴리실록산은 사슬 구조, 망상 구조 또는 이들의 혼합 구조의 실록산 부분이 반복 배열될 수 있으며, 구조 중에 상기 화학식 1로 표현되는 부분을 포함할 수 있다.
상기 제1 폴리실록산은 상기 화학식 1로 표현되는 부분을 포함함으로써 경화시 규소(Si)와 규소(Si) 사이에 위치히는 알케닐렌기에서 가교 반응성을 높일 수 있고 이에 따라 봉지재의 가교 밀도를 높일 수 있다. 이와 같이 봉지재의 가교 밀도를 높임으로써 내열성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 열팽창에 따른 부피 변화에 대하여 완충 역할을 하여 표면에 크랙이 발생하거나 하부막으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한 경화시 봉지재 내에 규소(Si)-탄소(C) 결합 개수를 높임으로써 표면에 소수성을 부여할 수 있어서 외부로부터 수분 및/또는 가스가 유입되는 것을 줄여 투습도 및 산소투과도를 현저하게 개선할 수 있다. 따라서 봉지재의 신뢰성을 개선할 수 있다.
상기 제1 폴리실록산은 말단에 규소 결합된 알케닐 기(Si-Vi)를 가진다. 상기 규소 결합된 알케닐 기(Si-Vi)는 경화시 후술하는 제2 폴리실록산과 수소규소화 반응을 일으킬 수 있다.
상기 제1 폴리실록산은 1종 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 제1 폴리실록산의 중량평균분자량은 약 100 내지 30,000　g/mol 일 수 있으며, 그 중에서 약 100　내지 10,000　g/mol 일 수 있다.
상기 제2 폴리실록산은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
[화학식 2]
(R5R6R7SiO1/2)M1(R8R9SiO2/2)D1(R10SiO3/2)T1(SiO3/2-Y1-SiO3/2)T2(SiO4/2)Q1
상기 화학식 2에서,
R5　내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이고,
R5　내지 R10　중 적어도 하나는 수소를 포함하고,
Y1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
0<M1<1, 0≤D1<1, 0≤T1<1, 0≤T2<1, 0≤Q1<1이고,
M1+D1+T1+T2+Q1=1이다.
상기 제2 폴리실록산은 말단에 규소 결합된 수소(Si-H)를 가지는 화합물로, 예컨대 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 수소(Si-H)를 가질 수 있다. 상기 규소 결합된 수소(Si-H)는 상기 제1 폴리실록산의 말단에 위치하는 알케닐기 및/또는 후술하는 제3 폴리실록산의 말단에 위치하는 알케닐기와 반응할 수 있다.
상기 제2 폴리실록산은 사슬 구조, 망상 구조 및/또는 이들의 혼합 구조일 수 있다.
상기 제2 폴리실록산은 예컨대 R5R6R7SiZ1 로 표현되는 모노머와 R8R9SiZ2Z3으로 표현되는 모노머, R10SiZ4Z5Z6 로 표현되는 모노머, Z7Z8Z9Si-Y1-SiZ10Z11Z12로 표현되는 모노머 및 SiZ13Z14Z15Z16으로 표현되는 모노머에서 선택된 적어도 하나를 가수분해 및 축중합하여 얻을 수 있다. 여기서 R5 내지 R10 및 Y1의 정의는 전술한 바와 같고, Z1 내지 Z16은 각각 독립적으로 C1 내지 C6 알콕시기, 히드록시기, 할로겐기, 카르복실기 또는 이들의 조합이다.
상기 제2 폴리실록산은 1종 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 제2 폴리실록산의 중량평균분자량은 약 100 내지 30,000　g/mol 일 수 있으며, 그 중에서 약 100　내지 10,000　g/mol 일 수 있다.
상기 제1 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 10 내지 80중량%로 포함될 수 있고, 상기 제2 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 20 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
상기 봉지재 조성물은 하기 화학식 3으로 표현되는 제3 폴리실록산을 더 포함할 수 있다.
[화학식 3]
(R11R12R13SiO1/2)M2(R14R15SiO2/2)D2(R16SiO3/2)T3(SiO3/2-Y2-SiO3/2)T4(SiO4/2)Q2
상기 화학식 3에서,
R11　내지 R16은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이고,
R11　내지 R16　중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기를 포함하고,
Y2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
0<M2<1, 0≤D2<1, 0≤T3<1, 0≤T4<1, 0≤Q2<1이고,
M2+D2+T3+T4+Q2=1이다.
상기 제3 폴리실록산은 말단에 규소 결합된 알케닐기(Si-Vi)을 가지는 화합물로, 예컨대 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 알케닐기(Si-Vi)를 가질 수 있다. 상기 규소 결합된 알케닐기(Si-Vi)는 상기 제2 폴리실록산의 말단에 위치하는 수소와 반응할 수 있다.
상기 제3 폴리실록산은 사슬 구조, 망상 구조 및/또는 이들의 혼합 구조일 수 있으나, 예컨대 망상 구조일 수 있다. 상기 제3 폴리실록산이 망상 구조인 경우 T3 및 T4 중 적어도 하나는 0이 아닐 수 있다.
상기 제3 폴리실록산은 예컨대 R11R12R13SiZ17로 표현되는 모노머와 R14R15SiZ18Z19으로 표현되는 모노머, R16SiZ20Z21Z22으로 표현되는 모노머, Z23Z24Z25Si-Y2-SiZ26Z27Z28로 표현되는 모노머 및 SiZ29Z30Z31Z32 로 표현되는 모노머에서 선택된 적어도 하나를 가수분해 및 축중합하여 얻을 수 있다. 여기서 R11 내지 R16 및 Y2의 정의는 전술한 바와 같고, Z17 내지 Z32는 각각 독립적으로 C1 내지 C6 알콕시기, 히드록시기, 할로겐기, 카르복실기 또는 이들의 조합이다.
상기 제3 폴리실록산은 1종 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 제3 폴리실록산의 중량평균분자량은 각각 약 100 내지 30,000　g/mol 일 수 있으며, 그 중에서 약 100　내지 10,000　g/mol 일 수 있다.
상기 제1 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 10 내지 50 중량%로 포함될 수 있고, 상기 제2 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 20 내지 60 중량%로 포함될 수 있고, 상기 제3 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 30 내지 70 중량%로 포함될 수 있다.
상기 봉지재 조성물은 충전재(filler)를 더 포함할 수 있다.
상기 충전재는 예컨대 무기 산화물로 만들어질 수 있으며, 예컨대 실리카, 알루미나, 산화티탄, 산화아연 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 봉지재 조성물은 수소규소화 촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 수소규소화 촉매는 상기 제1 폴리실록산, 상기 제2 폴리실록산 및 제3 폴리실록산의 수소규소화 반응을 촉진시킬 수 있으며,　예컨대 백금, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 이리듐 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 수소규소화 촉매는　상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 약 0.1ppm 내지 1000ppm 으로 포함될 수 있다.
상기 봉지재 조성물은 소정 온도에서 열처리하여 경화함으로써 봉지재(encapsulant)로 사용될 수 있다.
상기 봉지재는 예컨대 발광 다이오드 및 유기 발광 장치와 같은 전자 소자에 적용될 수 있다.
이하 봉지재를 적용한 전자 소자의 일 예로서 일 구현예에 따른 발광 다이오드를 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 발광 다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 발광 다이오드는 몰드(110); 몰드(110) 내에 배치된 리드 프레임(120); 리드 프레임(120) 상에 실장되어 있는 발광 다이오드 칩(140); 리드 프레임(120)과 발광 다이오드 칩(140)을 연결하는 본딩 와이어(150); 발광 다이오드 칩(140)을 덮고 있는 봉지재(200)를 포함한다.
봉지재(200)는 전술한 봉지재 조성물을 경화하여 얻어진다.
봉지재(200)에는 형광체(190)가 분산되어 있을 수 있다. 형광체(190)는 빛에 의해 자극되어 스스로 고유한 파장 범위의 빛을 내는 물질을 포함하며, 넓은 의미로 반도체 나노결정(semiconductor nanocrystal)과 같은 양자점(quantum dot)도 포함한다. 형광체(190)는 예컨대 청색 형광체, 녹색 형광체 또는 적색 형광체일 수 있으며, 두 종류 이상이 혼합되어 있을 수 있다.
형광체(190)는 발광부인 발광 다이오드 칩(140)에서 공급하는 빛에 의해 소정 파장 영역의 색을 표시할 수 있으며, 이 때 발광 다이오드 칩(140)은 형광체(190)에서 표시하는 색보다 단파장 영역의 색을 표시할 수 있다. 　예컨대 형광체(190)가 적색을 표시하는 경우, 발광 다이오드 칩(140)은 상기 적색보다 단파장 영역인 청색 또는 녹색의 빛을 공급할 수 있다.
또한 발광 다이오드 칩(140)에서 내는 색 및 형광체(190)에서 내는 색을 조합하여 백색을 표시할 수 있다. 　예컨대 발광 다이오드 칩(140)은 청색의 빛을 공급하고 형광체(190)는 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함하는 경우, 상기 전자 소자는 청색, 적색 및 녹색을 조합하여 백색을 표시할 수 있다.
형광체(190)는 생략될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 　다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
제1 폴리실록산의 합성
합성예 1
3구 플라스크를　23℃로 유지하면서 디비닐벤젠(divinylbenzene)과 비닐 말단 폴리페닐메틸실록산(vinyl-terminated polyphenylmethylsiloxane)(PMV-9925, Gelest)을 1:1 몰비로 혼합한 혼합물 300g을 투입한 후 하기 화학식 A로 표현되는 촉매(Hoveyda-Grubbs Catalyst 2nd Generation. Aldrich) 0.1g을 첨가하였다. 이어서　160℃로 3시간 동안 가열 환류하면서 Cross Methathesis 중합　반응을 수행하였다. 　이어서 실온으로 냉각한 후 여과하여 촉매를 제거하고 하기 화학식 4로 표현되는 폴리실록산을 얻었다.　
[화학식 A]
Figure PCTKR2013010977-appb-I000003
[화학식 4]
Figure PCTKR2013010977-appb-I000004
얻어진 폴리실록산을 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량은 8,000g/mol이었다.
합성예 2
디비닐벤젠과 비닐 말단 폴리페닐메틸실록산(PMV-9925, Gelest)을 1.5:1 몰비로 혼합한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 폴리실록산을 합성하였다.
얻어진 폴리실록산을 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량은 7,000g/mol이었다.
합성예 3
디비닐벤젠과 비닐 말단 폴리페닐메틸실록산(PMV-9925, Gelest)을 2:1 몰비로 혼합한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 폴리실록산을 합성하였다.
얻어진 폴리실록산을 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량은 6,000g/mol이었다.
제2 폴리실록산의 합성
합성예 4
물과 톨루엔을 중량비 5:5로 혼합한 혼합용매 1kg을 3구 플라스크에 투입한 후 23℃를 유지하면서 디페닐디클로로실란(diphenyldichlorosilane) 159.39g과 테트라메틸디실록산(tetramethyldisiloxane) 6.72g의 혼합물을 2시간에 걸쳐 적하하였다. 적하가 완료된 후 20℃로 3시간 가열하면서 축중합 반응을 실시하였다. 이어서 실온으로 냉각한 후 물층을 제거하여 톨루엔에 용해된 실록산 용액을 제조하였다. 이어서 얻어진 실록산 용액을 물로 세정하여 부산물인 염소를 제거하였다. 이어서 중성인 실록산 용액을 감압증류하여 톨루엔을 제거하여 하기 화학식 2a로 표현되는 폴리실록산을 얻었다.
[화학식 2a]
(Me2HSiO1/2)0.1(Ph2SiO2/2)0.9
(Me: 메틸기, Ph: 페닐기)
얻어진 화합물을 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량이 334 g/mol이었다.
제3 폴리실록산의 합성
합성예 5
물과 톨루엔을 5:5 중량비로 혼합한 혼합용매 1kg을 3구 플라스크에 투입한 후 23℃로 유지하면서 페닐트리클로로실란(phenyltrichlorosilane), 비스(트리클로로실릴)메탄(bis(trichlorosilyl)methane) 및 비닐디메틸클로로실란(vinyldimethylchlorosilane)을 85:5:10 몰비로 혼합한 혼합물 300g을 2시간에 걸쳐 적하하였다. 　적하가 완료된 후 90℃로 3시간 가열 환류하면서 축중합 반응을 수행하였다. 　이어서 실온으로 냉각한 후 물층을 제거하여 톨루엔에 용해된 고분자 용액을 제조하였다. 　얻어진 고분자 용액을 물로 세정하여 반응 부산물인 염소를 제거하였다. 　이어서 중성인 고분자 용액을 감압증류하여 톨루엔을 제거하여 하기 화학식 3a로 표현되는 폴리실록산을 얻었다.
[화학식 3a]
(Me2ViSiO1/2)0.1(PhSiO3/2)0.85(SiO3/2-CH2-SiO3/2)0.05
(Me: 메틸기, Vi: 비닐기, Ph: 페닐기)
얻어진 화합물을 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 분자량을 측정한 결과 폴리스티렌 환산 분자량이 1900g/mol 이었다.
봉지재 조성물의 제조
실시예 1
합성예 1에서 얻은 폴리실록산 23중량%, 합성예 4에서 얻은 폴리실록산 25중량% 및 합성예 5에서 얻은 폴리실록산 52중량%와 수소규소화 촉매 Pt-CS 2.0(Umicore 사 제조)(Pt의 함량이 5ppm이 되도록 첨가)을 혼합한 후 진공으로 탈포하여 봉지재 조성물을 제조하였다.
실시예 2
합성예 2에서 얻은 폴리실록산 23중량%, 합성예 4에서 얻은 폴리실록산 25중량% 및 합성예 5에서 얻은 폴리실록산 52중량%와 수소규소화 촉매 Pt-CS 2.0(Umicore 사 제조)(Pt의 함량이 5ppm이 되도록 첨가)을 혼합한 후 진공으로 탈포하여 봉지재 조성물을 제조하였다.
실시예 3
합성예 3에서 얻은 폴리실록산 23중량%, 합성예 4에서 얻은 폴리실록산 25중량% 및 합성예 5에서 얻은 폴리실록산 52중량%와 수소규소화 촉매 Pt-CS 2.0(Umicore 사 제조)(Pt의 함량이 5ppm이 되도록 첨가)을 혼합한 후 진공으로 탈포하여 봉지재 조성물을 제조하였다.
실시예 4
합성예 3에서 얻은 폴리실록산 15중량%, 합성예 4에서 얻은 폴리실록산 25중량%, 합성예 5에서 얻은 폴리실록산 52중량% 및 폴리페닐메틸실록산(PMV-9925, Gelest) 8중량%와 수소규소화 촉매 Pt-CS 2.0(Umicore 사 제조)(Pt의 함량이 5ppm이 되도록 첨가)을 혼합한 후 진공으로 탈포하여 봉지재 조성물을 제조하였다.
실시예 5
합성예 2에서 얻은 폴리실록산 15중량%, 합성예 4에서 얻은 폴리실록산 25중량%, 합성예 5에서 얻은 폴리실록산 52중량% 및 폴리페닐메틸실록산(PMV-9925, Gelest) 8중량%와 수소규소화 촉매 Pt-CS 2.0(Umicore 사 제조)(Pt의 함량이 5ppm이 되도록 첨가)을 혼합한 후 진공으로 탈포하여 봉지재 조성물을 제조하였다.
비교예 1
합성예 4에서 얻은 폴리실록산 25중량%, 합성예 5에서 얻은 폴리실록산 52중량% 및 폴리페닐메틸실록산(PMV-9925, Gelest) 23중량%와 수소규소화 촉매 Pt-CS 2.0(Umicore 사 제조)(Pt의 함량이 5ppm이 되도록 첨가)을 혼합한 후 진공으로 탈포하여 봉지재 조성물을 제조하였다.
평가
실시예 1 내지 5와 비교예 1에 따른 봉지재 조성물의 투과도, 내열성, 열팽창계수 및 박리율을 평가하였다.
투과도는 실시예 1 내지 5와 비교예 1에 따른 봉지재 조성물을 150℃에서 2시간 경화하여 1mm 두께의 경화물 시편을 준비한 후 UV-spectrophotometer(시마즈사 UV-3600)를 사용하여 600nm 파장에서 측정하였다.
내열성은 투과도 열화율로 평가하였으며, 상기 경화물 시편을 120℃에서 1000시간 열처리 후 동일한 방법으로 투과도를 측정하였다.
열팽창계수는 실시예 1 내지 5와 비교예 1에 따른 봉지재 조성물을 경화시킨 시편(1cm x 1cm x 0.4cm)을 TA社 TMA 장비로 측정하였다.
박리율은 7030PKG(LED 패키지)에 실시예 1 내지 5와 비교예 1에 따른 봉지재 조성물을 디스펜싱하여 열경화한 후 상기 LED패키지를 PCB에 연결하고 조립된 PCB를 T/C장비에 넣어서 -45℃에서 15분, 125℃에서 15분을 교대로 100회 반복하여 열충격을 준 후 PCB를 통전시켜 점등된 개수를 파악함으로써 확인하였다.
그 결과는 표 1과 같다.
표 1
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1
초기투과도(%) 98 98 98 98 98 96
120℃ 1000시간 열처리 후 투과도(%) 94 94 95 95 95 90
투과도 열화율(%) 4 4 3 3 3 7
열팽창계수 (CTE, ppm) 85 86 82 90 95 100
열충격 100회 후 박리율(%) 7 6 3 5 7 15
표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 봉지재 조성물은 비교예 1에 따른 봉지재 조성물과 비교하여 고온에서 장시간 방치된 후의 투과도 열화율이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다. 또한 실시예 1 내지 4에 따른 봉지재 조성물은 비교예 1에 따른 봉지재 조성물과 비교하여 열팽창계수 및 열충격 후 박리율 또한 현저하게 개선되는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 실시예 1 내지 4에 따른 봉지재 조성물은 신뢰성이 개선된 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표현되는 부분을 포함하고 말단에 규소 결합된 알케닐 기(Si-Vi)를 가지는 제1 폴리실록산, 그리고
    말단에 규소 결합된 수소(Si-H)를 가지는 제2 폴리실록산
    을 포함하는 봉지재 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013010977-appb-I000005
    상기 화학식 1에서,
    A는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이다.
  2. 제1항에서,
    상기 A는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기인 봉지재 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 제2 폴리실록산은 하기 화학식 2로 표현되는 봉지재 조성물:
    [화학식 2]
    (R5R6R7SiO1/2)M1(R8R9SiO2/2)D1(R10SiO3/2)T1(SiO3/2-Y1-SiO3/2)T2(SiO4/2)Q1
    상기 화학식 2에서,
    R5　내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이고,
    R5　내지 R10　중 적어도 하나는 수소를 포함하고,
    Y1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
    0<M1<1, 0≤D1<1, 0≤T1<1, 0≤T2<1, 0≤Q1<1이고,
    M1+D1+T1+T2+Q1=1이다.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 10 내지 80 중량%로 포함되고,
    상기 제2 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 20 내지 90 중량%로 포함되는
    봉지재 조성물.
  5. 제1항에서,
    하기 화학식 3으로 표현되는 제3 폴리실록산을 더 포함하는 봉지재 조성물:
    [화학식 3]
    (R11R12R13SiO1/2)M2(R14R15SiO2/2)D2(R16SiO3/2)T3(SiO3/2-Y2-SiO3/2)T4(SiO4/2)Q2
    상기 화학식 3에서,
    R11　내지 R16은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르보닐기, 히드록시기 또는 이들의 조합이고,
    R11　내지 R16　중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기를 포함하고,
    Y2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기 또는 이들의 조합이고,
    0<M2<1, 0≤D2<1, 0≤T3<1, 0≤T4<1, 0≤Q2<1이고,
    M2+D2+T3+T4+Q2=1이다.
  6. 제5항에서,
    상기 화학식 3의 T3 및 T4 중 적어도 하나는 0이 아닌 봉지재 조성물.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 10 내지 50 중량%로 포함되고,
    상기 제2 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 20 내지 60 중량%로 포함되고,
    상기 제3 폴리실록산은 상기 봉지재 조성물의 총 함량에 대하여 30 내지 70 중량%로 포함되는
    봉지재 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 봉지재 조성물을 경화하여 얻은 봉지재.
  9. 제8항에 따른 봉지재를 포함하는 전자 소자.
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