可固化组合物的制作方法

可固化组合物的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种可固化组合物及其用途。所述可固化组合物的一个示例性实例可以表现出优异的加工性能与可使用性。所述可固化组合物在固化后具有优异的光提取效率、抗裂性、硬度、耐热冲击性以及粘合性。此外，所述可固化组合物即使在苛刻条件下也表现出稳定的长期可靠性，并且防止产生浑浊或表面粘性等。
【专利说明】可固化组合物 【技术领域】
[〇〇〇1] 本申请涉及一种可固化组合物及其用途。 【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)，尤其是发射波长为大约250至550nm的蓝光或紫外（UV) LED， 为使用诸如GaN、GaAIN、InGaN或InAlGaN的GaN类化合物半导体的高亮度产品。此外，通 过将红光与绿光LED和蓝光LED结合的方法可以形成高质量的全彩图像。例如，已知一种 通过将蓝光或UV LED与荧光粉结合制备白光LED的技术。此类LED目前广泛用作液晶显示 器（LCD)的背光源或普通照明。
[0003] 目前广泛地使用具有高粘合性和优异机械耐久性的环氧树脂作为LED封装剂。然 而，所述环氧树脂具有较低的蓝光或紫外线区域的透光率，以及低耐光性。因此，例如，专利 文件1至3公开了解决上述问题的技术。然而上述参考文献公开的封装剂不具有足够的耐 热性与耐光性。
[0004] 已知硅树脂可以作为在低波长区域具有优异的耐光与耐热性的材料。然而，硅树 脂在固化表面上具有粘性。此外，为有效施用硅树脂作为LED的封装剂，需要确保诸如高折 射率、抗裂性、表面硬度、粘附强度以及耐热冲击性的特性。
[〇〇〇5]〈现有技术文件〉
[0006] 〈专利文件1>日本专利公开No. H11-274571
[0007] 〈专利文件2>日本专利公开No. 2001-196151
[0008] 〈专利文件3>日本专利公开No. 2002-226551
【发明内容】

[0009] 技术目的
[〇〇1〇] 本申请提供一种可固化组合物及其应用。
[〇〇11] 技术方案
[0012] 示例性的可固化组合物可以包含（A)具有脂族不饱和键的有机聚硅氧烷和（B)包 含稀基和环氧基但不包含芳基的有机聚娃氧烧。
[0013] 所述（A)有机聚硅氧烷可以为具有部分交联结构的有机聚硅氧烷。术语"部分交 联的结构"可以指如下硅氧烷结构：其中源自可由（R 2Si02/2)(下文称为"D单元"）表示的 双官能硅氧烷单元的直链结构足够长，并且部分地引入可由（RSi0 3/2)(下文称为"T单元"） 表示的三官能硅氧烷单元。
[0014] 在一个实施方案中，部分交联的结构可以指有机聚硅氧烷中包含的D单元与全部 D单元与T单元的比率（DAD+T))为0. 7或大于0. 7的结构。比率（DAD+T))可以为例如 小于1。
[0015] 在一个实施方案中，可以由式1的平均组成式表示（A)有机聚硅氧烷。
[0016] [式 1]
[0017] (Wl^SiOw) a (R3R4Si02/2) b (R5Si03/2) c (Si02) d
[0018] 在式1中，在R1、!?3和R4中的至少一个为烯基的情况下，R 1为具有2个或大于2个 碳原子的一价烃基，R2为具有1至4个碳原子的烷基，R3与R 4各自独立地为具有1至20个 碳原子的烷基、具有2至20个碳原子的烯基或具有6至25个碳原子的芳基，R5为具有1至 20个碳原子的烷基或具有6至25个碳原子的芳基；a为正数，b为0或正数，c为正数，d为 〇或正数，b/a为5或大于5, b/c为5或大于5。
[0019] 本发明所用"由某一平均组成式表示的有机聚硅氧烷"的句式包括以下情况：所 述有机聚硅氧烷为由某一平均组成式表示的单一组分，或至少两种组分的混合物或反应产 物，并且在所述混合物或反应产物中各个组分的平均组成由某一平均组成式表示。
[0020] 本发明所用术语"一价烃基"可以指衍生自碳和氢组成的有机化合物或其衍生物 的一价残基。所述一价烃基包含一个或至少两个碳原子，并且在另一个例子中，可以为具有 1至25或2至25个碳原子的一价烃基。可以使用烷基、烯基或芳基作为一价烃基。
[0021] 除非另有特别定义，本发明所用术语"烷基"可以指具有1至20、1至16、1至12、 1至8或1至4个碳原子的烷基。所述烷基可以具有直链、支链或环状结构，并且可以可选 地被至少一个取代基取代。
[0022] 除非另有特别定义，本发明所用术语"烯基"可以指具有2至20、2至16、2至12、 2至8或2至4个碳原子的烯基。所述烯基可以具有直链、支链或环状结构，并且可以可选 地被至少一个取代基取代。
[0023] 除非另有特别定义，本发明所用术语"芳基"可以指具有苯环的一价残基，或衍生 自包括至少两个苯环连接或稠合的结构的化合物或其衍生物的一价残基。即，在该芳基的 范围内，除了常规上称为芳基的芳基之外，还可以使用芳烷基或芳基烷基。所述芳基可以为 具有6至25、6至21、6至18或6至13个碳原子的芳基。所述芳基可以为苯基、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，并且在一个实施方案中优选为苯 基。
[0024] 在式1的平均组成式中，具有1至4个碳原子的烷基可以为直链、支链或环状烷 基。所述烷基可以可选地被至少一个取代基取代。在式1的平均组成式中，R 2可以为例如 甲基。
[0025] 在本说明书中，可以使用卤素、环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、硫 醇基或上述一价烃基（包括具有1个碳原子的一价烃基）作为能可选地取代一价烃基（烷 基、稀基或芳基）的取代基，但本申请并不限制于此。
[0026] 在式1中，R1、!?3和R4中的至少一个可以为烯基。在一个实施方案中，烯基存在的 量使得烯基（Ak)与（A)有机聚硅氧烷中包含的全部硅原子（Si)的摩尔比（Ak/Si)为0. 02 至0.2或0.02至0. 15。当摩尔比（Ak/Si)控制为0.02或大于0.02时，可以适当保持与另 一组分的反应活性，并且可以防止未反应的组分从固化产物的表面渗出的现象。此外，当摩 尔比（Ak/Si)控制为0. 2或小于0. 2时，可以优异地保持固化产物的抗裂性。
[0027] 在式1的平均组成式中，a至d各自指硅氧烷单元的摩尔比，并且当其总和 (a+b+c+d)设定成1时，a可以为0. 01至0. 20, b可以为0至0. 98或0至2. 0, c可以为 0. 01至0. 30, d可以为0至0. 3。
[0028] 由式1的平均组成式表示的有机聚硅氧烷可以包含单官能的硅氧烷单元（下文称 为"Μ单元"），其在相关领域中可以并通常表示为（R3Si01/2)，D单元，T单元和/或四官能 的硅氧烷单元（下文称为"Q单元"），其可能表示为（Si02)，并且可以包含例如M、D和T单 J Li 〇
[0029] 在一个实施方案中，（A)有机聚硅氧烷在其结构中可以具有衍生自T单元（下文 称为"交联结构"）的结构，并且具有衍生自D单元的足够长的直链结构。在示例性的有机 聚硅氧烷中，在式1的平均组成式中，b/c可以为5、7、8或10或大于10。此外，在平均组成 式中，b/a可以为5、8或10或大于10。此处，b/c的上限可以为但并不特别限定于例如70、 60、50、40、30或25。此外，13/ &的上限可以为但并不特别限定于例如110、100、90、80、70、60、 50或40。在式l中，bパa+b+c+d)可以为例如(λ5、(λ6或(λ7或大于(λ7。bパa+b+c+d)的 上限可以为但并不特别限定于小于1或〇. 98或小于0. 98。在式1中，例如，V(b+c)可以 为0. 5、0. 6或0. 7或大于0. 7。V(b+c)的上限可以为但并不特别限定于小于1或0. 98或 小于0. 98。根据一个应用，当有机聚硅氧烷具有上述结构时，可以表现出适当的物理性能。
[0030] 具有式1的平均组成式的有机聚硅氧烷可以包含至少一个与硅原子连接的芳 基。在示例性的有机聚硅氧烷中，有机聚硅氧烷中与硅原子连接的芳基（Ar)与全部硅原子 (Si)的摩尔比（Ar/Si)可以为0.3、0. 5或0.7或大于0.7。在此范围内，有机聚硅氧烷可 以保持诸如折射率、光提取效率、抗裂性、硬度和粘度的优异特性。同时，（Ar/Si)摩尔比的 上限可以为例如1. 5或1. 3。
[0031] 在一个实施方案中，至少一个与具有式1的平均组成式的有机聚硅氧烷的硅原子 连接的芳基可以与D单元的硅原子连接。示例性的有机聚硅氧烷可以包含至少一个与D单 元的硅原子连接的芳基，与D单元的硅原子连接的芳基（Ar-D)与有机聚硅氧烷的全部硅原 子（Si)的摩尔比（Ar-D/Si)可以为0. 2、0. 4或0. 6或大于0. 6。在一个实施方案中，（Ar-D/ Si)的摩尔比的上限可以为但不特别限定于例如1. 8或1. 5。
[0032] 至少一个与具有式1的平均组成式的有机聚硅氧烷的硅原子连接的芳基可以与T 单元的娃原子连接。
[0033] 在一个实施方案中，所有与具有式1的平均组成式的有机聚硅氧烷的硅原子连接 的芳基可以与D和/或T单元的硅原子连接，并且满足上述摩尔比（Ar/Si和/或Ar-D/ Si)。有机聚硅氧烷或包含该有机聚硅氧烷的封装剂可以表现出诸如折射率、光提取效率、 抗裂性、硬度和粘度等优异特性。
[0034] 在一个实施方案中，（A)有机聚硅氧烷可以为由式2的平均组成式表示的化合物。
[0035] [式 2]
[〇〇36] (^^281〇1/2) a (R6R7Si02/2) x (R8R9Si02/2) ffl (R5Si03/2) c
[0037] 在式2中，R1、!?2和R5与式1中所定义的相同，R 6为具有6至25个碳原子的芳基， R7、R8和R9各自独立地为具有1至20个碳原子的烷基、具有2至20个碳原子的烯基、或具 有6至25个碳原子的芳基，R 1、R7、R8和R9中的至少一个为烯基，并且当a+1+m+c被设定成 1 时，a 为 0· 01 至 0· 10, 1 为 0 至 0· 90, m 为 0 至 0· 90, c 为 0· 01 至 0· 30。然而，（l+m)/a 为5或大于5，（l+m)/c为5或大于5。
[0038] 在式2的平均组成式中，a、1、m和c各自指硅氧烷单元的摩尔比。此处，当a+1+m+c 的总和被设定成1时，a为0. 01至0. 10, 1为0至0. 90, m为0至0. 90, C为0. 01至0. 30。 此外，此处，在式1的经验式中，1与m之和由b表示，并且可以控制a、l、m和c以满足式1 中所述的摩尔比。例如，在式2的平均组成式中，1与m不同时为0。此外，例如，在式2中， (l+m)/c可以为5、7、8或10或大于10。此外，在所述平均组成式中，（l+m)/a可以为5、8或 10或大于10。此处，（l+m)/c的上限可以为但不特别限定于例如70、60、50、40、30或25。 此夕卜，（l+m)/a的上限也可以为但不特别限定于例如110、100、90、80、70、60、50或40。在式 2 中，（l+m)/(a+l+m+c)可以为例如 0. 5、0. 6 或 0. 7 或大于 0. 7。（l+m)/(a+l+m+c)的上限 可以为但不特别限定于小于1或0.98或小于0.98。在式2中，（l+mV(l+m+c)可以为例如 0. 5、0. 6或0. 7或大于0. 7。（l+mV(l+m+c)的上限可以为但不特别限定于小于1或0. 98 或小于0. 98。
[0039] 此外，在式2的平均组成式中，1或m均不为0。当1或m均不为0时，Ι/m可以在 0. 4至2. 0、0. 4至1. 5或0. 5至1的范围内。
[0040] 在一个实施方案中，具有式1或2的平均组成式的有机聚硅氧烷可以包含式3或 4的单元。
[0041] [式 3]
[0042]
【权利要求】
1. 一种可固化组合物，包含： (A) 具有式1的平均组成式的有机聚硅氧烷；和 (B) 具有稀基和环氧基并且不具有芳基的有机聚娃氧烧： [式1] (RiRiSiOw) a (R3R4Si02/2) b (R5Si03/2) c (Si02) d 其中，在R\R3和R4中的至少一个为烯基的情况下，R1为具有2个或大于2个碳原子的 一价烃基，R2为具有1至4个碳原子的烷基，R3和R4各自独立地为具有1至20个碳原子的 烷基、具有2至20个碳原子的烯基或具有6至25个碳原子的芳基，R 5为具有1至20个碳 原子的烷基或具有6至25个碳原子的芳基；a为正数，b为0或正数，c为正数，d为0或正 数，b/a为5或大于5, b/c为5或大于5。
2. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，所述（A)有机聚硅氧烷中的烯基与该 (A)有机聚硅氧烷中的硅原子的摩尔比（Ak/Si)为0. 02至0. 2。
3. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，所述（A)有机聚硅氧烷中的芳基与该 (A)有机聚硅氧烷中的硅原子的摩尔比（Ar/Si)为0. 3或大于0. 3。
4. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，式1的V (a+b+c+d)为0. 5或大于0. 5。
5. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，式1的tV(b+c)为0. 5或大于0. 5。
6. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，（A)有机聚硅氧烷具有式2的平均组成 式： [式2] (fl^SiOw) a (R6R7Si02/2) x (R8R9Si02/2) ffl (R5Si03/2) c 其中，在R1、R7、R8和R9中的至少一个为烯基的情况下，R 1、R2和R5与式1中所定义的 相同，R6为具有6至25个碳原子的芳基，R7、R8和R9各自独立地为具有1至20个碳原子的 烷基、具有2至20个碳原子的烯基或具有6至25个碳原子的芳基；当a+1+m+c被设定成1 时，a 为 0· 01 至 0· 10, 1 为 0 至 0· 90, m 为 0 至 0· 90, c 为 0· 01 至 0· 30,（1+m) /a 为 5 或大 于5，（l+m)/c为5或大于5。
7. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，在1HNMR光谱中，（A)有机聚硅氧烷的 源自与硅原子连接的烷氧基的峰的面积（OR)与源自与硅原子连接的烯基的面积（Ak)之比 (OR/Ak)为 0· 05 或小于 0· 05。
8. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，（A)有机聚硅氧烷通过K0H滴定得到的 酸值为 〇· 〇5mg KOH/g 或小于 0· 05mg KOH/g。
9. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，（A)有机聚硅氧烷为包含式5的化合物 和由式6或式7的平均组成式表示的有机聚硅氧烷的混合物的反应产物： [式5] [式6]
[ReSi〇3/2] [式7] [RaRb2Si01/2]p[ReSi0 3/2]q 其中，Ra为具有2个或大于2个碳原子的一价烃基，Rb为具有1至4个碳原子的烷基， Re至Re各自独立地为具有6至25个碳原子的芳基、具有1至20个碳原子的烷基或具有2 个或大于2个碳原子的一价经基，〇为3至6，p为1至3, q为1至10。
10. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，（B)有机聚硅氧烷具有式9的平均组 成式： [式9] (R3Si01/2) 1(R2Si02/2)ffl(RSi0 3/2)r(Si04/2)s 其中，在至少一个R为烯基且至少一个R为环氧基的情况下，R各自独立地为非环氧基 或芳基的一价经基；l、m、r和s各自为0或正数，（r+s)/(l+m+r+s)为0· 2至0· 7, r/(r+s) 为0.8或大于0.8。
11. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，所述（B)有机聚硅氧烷中的烯基与该 (B)有机聚硅氧烷中的硅原子的摩尔比（Ak/Si)为0· 05至0· 35。
12. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中，所述（B)有机聚硅氧烷中的环氧基 (Ep)与该（B)有机聚硅氧烷中的硅原子的摩尔比（Ep/Si)为0.05或大于0.05。
13. 根据权利要求1所述的可固化组合物，还包含具有式10的平均组成式的有机聚硅 氧烷： [式 10] (R143Si01/2) d (R142Si02/2) e (R14Si03/2) f (Si04/2) g 其中，在至少一个R14为烯基且至少一个R14为芳基的情况下，R14各自独立地为一价烃 基或环氧基；当d+e+f+g被设定成1时，在f与g不同时为0，（d+e)/(d+e+f+g)为0. 2至 0· 7, eAe+f+g)为0· 3或小于0· 3且f7(f+g)为0· 8或大于0· 8的情况下，d为0· 05至 〇· 5, e 为 0 至 0· 3, f 为 0· 6 至 0· 95, g 为 0 至 0· 2。
14. 根据权利要求1所述的可固化组合物，还包含式11的化合物或具有式12的平均组 成式的化合物： [式 11] R3SiO(R2SiO)nSiR3 其中，在一个或至少两个R为氢原子且至少一个R为芳基的情况下，R各自独立地为氢 或一价经基；η为1至100, [式 12] (R3Si01/2) h (R2Si02/2), (RSi03/2) j (Si02) k 其中，在一个或至少两个R为氢原子且至少一个R为芳基的情况下，R各自独立地为氢 或一价经基；当h+i+j+k被设定成1时，在i与k不同时为零的情况下，h为0. 1至0. 8，i 为 〇 至 〇. 5, j 为 0. 1 至 0. 8, k 为 0 至 0. 2。
15. -种半导体器件，所述半导体器件由权利要求1所述的可固化组合物的固化产物 封装。
16. -种发光二极管，所述发光二极管由权利要求1所述的可固化组合物的固化产物 封装。
17. -种液晶显示器，其包括权利要求16所述的发光二极管。
18. -种照明设备，其包括权利要求16所述的发光二极管。
【文档编号】C08K5/5415GK104066794SQ201280058116
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2011年11月25日
【发明者】高敏鐏, 郑宰昊, 文明善, 崔范圭, 姜大昊, 金珉均, 赵炳奎 申请人:Lg化学株式会社