固化性树脂组合物、光学元件及光半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固化性树脂组合物，其在紫外区域的透明性、耐紫外线性及耐热性极高、且即使用于施加大功率的紫外线LED的密封，也能够抑制裂纹、剥离、着色的产生，并且可以抑制固化收缩。所述固化性树脂组合物含有室温下为液体且具有特定结构的烷氧基低聚物20～85质量％和室温下为固体的聚硅氧烷树脂15～80质量％，优选相对于所述烷氧基低聚物与聚硅氧烷树脂的总量100质量份，含有作为固化催化剂的磷酸0.1～20质量份。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在紫外线波长区域的光透射性高、且具有高耐紫外线性及高耐热性的固化性树脂组合物、由该固化性树脂组合物的固化物形成的光学元件及光半导体装置(例如，紫外LED(Light Emitting Diode))。
技术介绍
近年来，开发了蓝色LED、紫外LED等发出短波长光的LED，并用于实用。这样的LED的使用快速地扩展到例如使用了现有的荧光灯、白炽灯的普通照明用途、使用了现有的短弧灯(short arc lamp)的紫外线固化树脂、紫外线固化油墨(UV curable ink)的固化用光源的用途等。一般来说，LED具有在表面形成有阳极(Anode)电极和阴极(Cathode)电极的LED晶片(LED die)。阳极电极和阴极电极分别引线接合(wire bonding)于外部电极，LED晶片通过向外部电极通电而发光。在这样结构的LED中，如果LED晶片和极细的引线(例如直径30μm)暴露于外部空间，则存在LED晶片损伤、引线断裂的隐患，因此，LED通常用密封材料(例如树脂)密封后使用。另外，在用折射率高于空气的密封材料对LED进行密封时，在LED晶片与密封材料的界面的折射率差减小，因此，从改善光提取效率方面考虑，用密封材料对LED进行密封是有效的。作为这样的密封材料，目前，在发出可见光的LED中开始使用了透明性高的环氧树脂(Epoxy resin)、聚硅氧烷树脂(Silicone resin)等(例如，专利文献1、专利文献2)。然而，对于发出短波长光的LED而言，如果使用目前采用的环氧树脂、聚硅氧烷树脂，则树脂本身在短波长光的作用下变差而发生着色、裂纹(crack)这样的不良情况。而且，特别是在发出强紫外线的紫外线固化树脂、紫外线固化油墨的固化用光源所使用的紫外LED中，所述密封材料的问题特别明显。在紫外线固化树脂、紫外线固化油墨的固化用光源所使用的紫外LED可以使用例如对1mm见方的LED晶片提供3W的功率而发出波长365nm、1W的紫外光的LED。该情况下，照射光量达到1W/mm2，这相当于太阳光包含的紫外线光量的30,000～50,000倍。因此，对于用于紫外线固化树脂、紫外线固化油墨的固化用光源的紫外LED用密封材料而言，除了要求在紫外LED的发光波长区域具有高透明性以外，还要求对强紫外线的耐受性。另外，对紫外LED提供的3W功率中的2W转化为热能而使LED晶片本身温度升高，因此，对于用于紫外线固化树脂、紫外线固化油墨的固化用光源的紫外LED用的密封材料而言，除了耐紫外线性以外，还要求对热(温度)的耐受性。作为这样的具备耐紫外线性、耐热性的LED等的密封材料，提出了例如使用包含含有环氧基的多官能聚硅氧烷和金属螯合化合物的组合物的方案(专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-176334号公报专利文献2：日本特开2003-277473号公报专利文献3：日本特开2010-059359号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，专利文献3记载的组合物通过环氧基开环聚合反应而固化，含有在紫外区域具有强吸收的金属螯合化合物，因此，在施加大功率的紫外线LED的密封用途中，在紫外区域的透明性、耐紫外线性、耐热性不足。另外，上述紫外LED除了作为发光部的紫外线LED以外还具有透镜等光学元件，对于所述光学元件也要求在紫外区域的透明性、耐紫外线性、耐热性足够高。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种固化性树脂组合物、以及由该固化性树脂组合物的固化物形成的光学元件和光半导体装置，与现有的固化性树脂组合物相比，本专利技术的固化性树脂组合物在紫外区域的透明性、耐紫外线性及耐热性极高，即使用于施加大功率的紫外线LED的密封及用于光学元件材料，也能够抑制裂纹、剥离、着色的产生，并且可以抑制固化收缩。解决课题的方法为了实现上述目的，本专利技术人从所要求的紫外区域的透明性、耐紫外线性、耐热性、成型性的观点考虑，对适于施加大功率的紫外线LED的密封的固化性树脂组合物的原料进行了深入研究。其结果发现，为了赋予应力松弛能力，通过使用具有非反应性官能团、且固体成分浓度高的烷氧基低聚物，并且使用聚硅氧烷树脂作为用于提高固体成分浓度的材料，能够获得理想的固化性树脂组合物。本专利技术是基于上述见解而完成的。即，本专利技术提供以下技术方案：(i)一种固化性树脂组合物，其特征在于：含有室温下为液体的烷氧基低聚物20～85质量％和室温下为固体的聚硅氧烷树脂15～80质量％，所述烷氧基低聚物具有有机聚硅氧烷结构，其具有选自下述通式(1)～(4)所示结构单元中的一种以上结构单元，同时还具有选自下述通式(5)～(7)所示结构单元中的一种以上结构单元，通式(1)(R1R2R3SiO1/2) (1)(通式(1)中，R1、R2及R3分别独立地为相同或各自不同的有机基团。)通式(2)(R4R5SiO2/2) (2)(通式(2)中，R4和R5分别独立地为相同或各自不同的有机基团。)通式(3)(R6SiO3/2) (3)(通式(3)中，R6为有机基团。)通式(4)(SiO4/2) (4)通式(5)(R7a(OR8)3-aSiO1/2) (5)(通式(5)中，a为0、1或2，R7及R8分别独立地为相同或各自不同的有机基团，在含有多个R7或R8的情况下，各R7或R8可以相同，也可以互为不同。)通式(6)(R9b(OR10)2-bSiO2/2) (6)(通式(6)中，b为0或1，R9及R10分别独立地为相同或各自不同的有机基团，在含有多个R10时，各R10可以相同，也可以互为不同。)通式(7)((OR11)SiO3/2) (7)(通式(7)中，R11为有机基团。)，在将构成烷氧基低聚物的全部硅氧烷单元设为100摩尔％时，含有通式(1)～通式(7)所示结构单元90～100摩尔％。(ii)上述(i)所述的固化性树脂组合物，其中，相对于所述烷氧基低聚物与聚硅氧烷树脂的总量100质量份，含有0.1～20质量份作为固化催化剂的磷酸。(iii)上述(i)或(ii)所述的固化性树脂组合物，其中，所述烷氧基低聚物所含的烷氧基量为10～30质量％。(iv)上述(i)～(iii)中任一项所述的固化性树脂组合物，其中，使所述固化性树脂组合物固化而得到的固化物的固化收缩量为10质量％以下。(v)上述(i)～(iv)中任一项所述的固化性树脂组合物，其中，对使所述固化性树脂组合物固化而得到的固化物照射500小时发光强度100W/cm2的紫外光时，所述固化物对所述紫外光的透射率为85％以上。(vi)上述(i)～(iv)中任一项所述的固化性树脂组合物，其中，对使所述固化性树脂组合物固化而得到的固化物照射1000小时发光强度100W/cm2的紫外光时，所述固化物对所述紫外光的透射率为85％以上。(vii)上述(i)～(iv)中任一项所述的固化性树脂组合物，其中，对使所述固化性树脂组合物固化而得到的固化物照射5000小时发光强度100W/cm2的紫外光时，所述固化物对所述紫外光的透射率为80％以上。(viii)上述(i)～(vii)中任一项所述的固化性树脂组合物，其中，所述紫外光的发光峰波长为365nm。(ix)一种光学元件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化性树脂组合物，其含有室温下为液体的烷氧基低聚物20～85质量％和室温下为固体的聚硅氧烷树脂15～80质量％，其中，所述烷氧基低聚物具有有机聚硅氧烷结构，其具有选自下述通式(1)～(4)所示结构单元中的一种以上结构单元，同时还具有选自下述通式(5)～(7)所示结构单元中的一种以上结构单元，通式(1)(R1R2R3SiO1/2)    (1)通式(1)中，R1、R2及R3分别独立地为相同或各自不同的有机基团，通式(2)(R4R5SiO2/2)     (2)通式(2)中，R4和R5分别独立地为相同或各自不同的有机基团，通式(3)(R6SiO3/2)     (3)通式(3)中，R6为有机基团，通式(4)(SiO4/2)     (4)通式(5)(R7a(OR8)3‑aSiO1/2)     (5)通式(5)中，a为0、1或2，R7及R8分别独立地为相同或各自不同的有机基团，在含有多个R7或R8的情况下，各R7或R8相同或互为不同，通式(6)(R9b(OR10)2‑bSiO2/2)    (6)通式(6)中，b为0或1，R9及R10分别独立地为相同或各自不同的有机基团，在含有多个R10时，各R10相同或互为不同，通式(7)((OR11)SiO3/2)    (7)通式(7)中，R11为有机基团，在将构成烷氧基低聚物的全部硅氧烷单元设为100摩尔％时，含有通式(1)～通式(7)所示结构单元90～100摩尔％。...

【技术特征摘要】
2015.06.16 JP 2015-121293;2016.05.02 JP 2016-092361.一种固化性树脂组合物，其含有室温下为液体的烷氧基低聚物20～85质量％和室温下为固体的聚硅氧烷树脂15～80质量％，其中，所述烷氧基低聚物具有有机聚硅氧烷结构，其具有选自下述通式(1)～(4)所示结构单元中的一种以上结构单元，同时还具有选自下述通式(5)～(7)所示结构单元中的一种以上结构单元，通式(1)(R1R2R3SiO1/2) (1)通式(1)中，R1、R2及R3分别独立地为相同或各自不同的有机基团，通式(2)(R4R5SiO2/2) (2)通式(2)中，R4和R5分别独立地为相同或各自不同的有机基团，通式(3)(R6SiO3/2) (3)通式(3)中，R6为有机基团，通式(4)(SiO4/2) (4)通式(5)(R7a(OR8)3-aSiO1/2) (5)通式(5)中，a为0、1或2，R7及R8分别独立地为相同或各自不同的有机基团，在含有多个R7或R8的情况下，各R7或R8相同或互为不同，通式(6)(R9b(OR10)2-bSiO2/2) (6)通式(6)中，b为0或1，R9及R10分别独立地为相同或各自不同的有机基团，在含有多个R10时，各R10相同或互为不同，通式(7)((OR11)SiO3/2) (7)通式(7)中，R11为有机基团，在将构成烷氧基低聚物的全部硅氧烷单元设为100摩尔％时，含有通式(1)～通式(7)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川信一，
申请(专利权)人：豪雅冠得股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP