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JP2007291272A - Composition for sealing material, and optical device - Google Patents

Composition for sealing material, and optical device Download PDF

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JP2007291272A
JP2007291272A JP2006122241A JP2006122241A JP2007291272A JP 2007291272 A JP2007291272 A JP 2007291272A JP 2006122241 A JP2006122241 A JP 2006122241A JP 2006122241 A JP2006122241 A JP 2006122241A JP 2007291272 A JP2007291272 A JP 2007291272A
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Japan
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silsesquioxane
group
composition
compound
sealing material
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JP2006122241A
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Inventor
Kuninori Obata
邦規 小畠
Koji Fujimoto
康治 藤本
Yoichiro Ide
陽一郎 井出
Masataka Yamashita
正隆 山下
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for sealing materials that is transparent, exhibits excellent light resistance and permits thick film formation, and an optical device. <P>SOLUTION: The composition for sealing materials comprises a silsesquioxane compound having a silsesquioxane structure and containing no reactive groups other than a silanol group, where the silsesquioxane structure comprises an ethyl-silsesquioxane structure. The optical device is equipped with an optical element mounted on a substrate and a sealing material obtained by curing the composition for sealing materials that covers the optical element. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は封止材用組成物及び光学デバイスに関し、特に、透明であり、耐光性に優れた封止材用組成物及び光学デバイスに関する。   The present invention relates to a composition for an encapsulant and an optical device, and particularly relates to a composition for an encapsulant and an optical device that are transparent and excellent in light resistance.

近年、波長400nm以下の短波長の光を発光する光学素子、例えば発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)などが開発されてきており、情報通信、情報記録、ディスプレイの分野において使用されてきている。このような光学素子は、基板などに搭載して封止材で封止されて使用されている。従来、LEDなどの光学素子の封止材としては透明エポキシ樹脂が使用されている。この透明エポキシ樹脂は、耐光性が悪く、可視光や紫外線により経時的に黄変するという問題がある。   In recent years, optical elements that emit light having a short wavelength of 400 nm or less, such as light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers (LDs), have been developed and used in the fields of information communication, information recording, and displays. Yes. Such an optical element is used by being mounted on a substrate or the like and sealed with a sealing material. Conventionally, a transparent epoxy resin has been used as a sealing material for optical elements such as LEDs. This transparent epoxy resin has poor light resistance and has a problem of yellowing with time due to visible light or ultraviolet rays.

特開2004−359933号公報においては、このような光学素子の封止材として、ケイ素を含んだネットワーク型オリゴマーであるシルセスキオキサンからなる材料を用いることが開示されている(特許文献1)。シルセスキオキサンからなる材料を用いた封止材は透明エポキシ樹脂を用いた封止材よりも耐光性に優れているので、光学素子の封止材用の材料として期待されている。
特開2004−359933号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-359933 discloses that a material made of silsesquioxane, which is a network-type oligomer containing silicon, is used as a sealing material for such an optical element (Patent Document 1). . Since a sealing material using a material made of silsesquioxane is superior in light resistance to a sealing material using a transparent epoxy resin, it is expected as a material for a sealing material of an optical element.
JP 2004-359933 A

しかしながら、シルセスキオキサンからなる材料を用いた従来の封止材でも、耐光性が十分でなく、さらに優れた耐光性を発揮する封止材が望まれている。さらに、厚膜に成形してもクラックのない成形体が得られることも望まれている。   However, even a conventional sealing material using a material made of silsesquioxane is insufficient in light resistance, and a sealing material that exhibits further excellent light resistance is desired. Furthermore, it is also desired that a molded body having no cracks can be obtained even if it is molded into a thick film.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、透明であり、耐光性に優れ、しかも厚膜成形が可能な封止材用組成物及び光学デバイスを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the composition for sealing materials and optical device which are transparent, excellent in light resistance, and in which thick film shaping | molding is possible.

本発明の封止材用組成物は、シルセスキオキサン構造を有し、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有する封止材用組成物であって、前記シルセスキオキサン構造が、エチルシルセスキオキサン構造を含むことを特徴とする。   The composition for a sealing material of the present invention is a composition for a sealing material containing a silsesquioxane compound having a silsesquioxane structure and having only a silanol group as a reactive group. The oxane structure includes an ethylsilsesquioxane structure.

この構成によれば、シルセスキオキサン化合物の反応性基がシラノール基のみであるので、硬化の際に他の反応性基が分解などにより耐光性に影響を及ぼすことを防止できる。このため、耐光性に非常に優れた封止材を得ることができる。また、本発明の封止材用組成物はシルセスキオキサンを含むので、硬化後の封止材としては透明である。また、シルセスキオキサン構造が、エチルシルセスキオキサン構造を含むので、封止材用組成物の成形性が向上し、厚膜の成形体を得ることが可能となる。   According to this configuration, since the reactive group of the silsesquioxane compound is only a silanol group, it is possible to prevent other reactive groups from affecting the light resistance due to decomposition during the curing. For this reason, the sealing material very excellent in light resistance can be obtained. Moreover, since the composition for sealing materials of this invention contains silsesquioxane, it is transparent as a sealing material after hardening. Moreover, since the silsesquioxane structure includes an ethyl silsesquioxane structure, the moldability of the composition for a sealing material is improved, and a thick film molded body can be obtained.

本発明の封止材用組成物においては、前記シルセスキオキサン化合物が、エチルシルセスキオキサン構造を約10モル%以上含むことが好ましい。   In the composition for sealing materials of this invention, it is preferable that the said silsesquioxane compound contains about 10 mol% or more of ethyl silsesquioxane structures.

本発明の光学デバイスは、基体上に搭載された光学素子と、前記光学素子上に被覆され、上記封止材用組成物を硬化させてなる封止材と、を具備することを特徴とする。   The optical device of the present invention comprises an optical element mounted on a substrate, and a sealing material that is coated on the optical element and that cures the composition for sealing material. .

本発明の封止材用組成物は、シルセスキオキサン構造を有し、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有するものであって、前記シルセスキオキサン構造が、エチルシルセスキオキサン構造を含む反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有するので、透明であり、耐光性に優れ、成形性に優れたものである。   The composition for a sealing material of the present invention includes a silsesquioxane compound having a silsesquioxane structure and a reactive group having only a silanol group, and the silsesquioxane structure is Since the reactive group containing an ethylsilsesquioxane structure contains a silsesquioxane compound having only a silanol group, it is transparent, excellent in light resistance, and excellent in moldability.

本発明者らは、シルセスキオキサン化合物を含有する封止材用組成物において、反応性基と耐光性との関係に着目し、反応性基がシラノール基のみである場合に、封止材としての耐光性に優れることを見出し、また、シルセスキオキサン構造にエチルシルセスキオキサン構造を含むことにより成形性に優れることを見出し本発明をするに至った。   In the composition for a sealing material containing a silsesquioxane compound, the present inventors pay attention to the relationship between a reactive group and light resistance, and when the reactive group is only a silanol group, the sealing material The present invention has been found to be excellent in light resistance, and has been found to be excellent in moldability by including an ethylsilsesquioxane structure in the silsesquioxane structure.

すなわち、本発明の骨子は、シルセスキオキサン構造を有し、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有するものであって、前記シルセスキオキサン構造が、エチルシルセスキオキサン構造を含むことにより、透明であり、耐光性に優れ、しかも成形性に優れた封止材用組成物を実現することである。   That is, the gist of the present invention includes a silsesquioxane compound having a silsesquioxane structure and a reactive group having only a silanol group, wherein the silsesquioxane structure is an ethyl silsesquioxane structure. By including an oxane structure, it is transparent, is excellent in light resistance, and implement | achieves the composition for sealing materials excellent in the moldability.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の封止材用組成物は、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有することを特徴とする。なお、本発明の封止材用組成物は、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有していれば良く、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有していれば、シラノール基以外の反応性基を有するシルセスキオキサン化合物が含まれていても良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The composition for a sealing material of the present invention contains a silsesquioxane compound whose reactive group is only a silanol group. In addition, the composition for sealing materials of this invention should just contain the silsesquioxane compound whose reactive group is only a silanol group, and the reactive group has a silsesquioxane compound which is only a silanol group. If it contains, the silsesquioxane compound which has reactive groups other than a silanol group may be contained.

ここで、シルセスキオキサン化合物とは、少なくともRSiO3/2のシルセスキオキサン構造を含む化合物をいう(Rは後述のR1と同様)。このようなシルセスキオキサン化合物としては、図1(a)に示すようなラダー状シルセスキオキサン構造を有する化合物、図1(b)に示すようなカゴ状シルセスキオキサン構造を有する化合物、図1(c)に示すような不定形シルセスキオキサン構造を有する化合物、及びこれらの混合物を挙げることができる。シルセスキオキサン化合物としては、ガラス転移温度が高くなることなどを考慮すると、カゴ状シルセスキオキサン化合物を相対的に多く含むことが好ましい。 Here, the silsesquioxane compound means a compound containing at least an RSiO 3/2 silsesquioxane structure (R is the same as R 1 described later). As such a silsesquioxane compound, a compound having a ladder-like silsesquioxane structure as shown in FIG. 1 (a), a compound having a cage-like silsesquioxane structure as shown in FIG. 1 (b). And compounds having an amorphous silsesquioxane structure as shown in FIG. 1 (c), and mixtures thereof. As the silsesquioxane compound, it is preferable that a relatively large amount of the cage silsesquioxane compound is contained in consideration of the high glass transition temperature.

なお、シルセスキオキサン構造同士は、直接結合されていても良く、任意の原子又は官能基、例えば、酸素原子又は有機基を介して結合されていても良い。また、有機基としては、炭化水素基、オキシアルキレン基、シロキサン基、それらの重合体、並びにそれらを組み合わせた構造などが挙げられる。   The silsesquioxane structures may be directly bonded to each other or may be bonded via any atom or functional group, for example, an oxygen atom or an organic group. Examples of the organic group include a hydrocarbon group, an oxyalkylene group, a siloxane group, a polymer thereof, and a structure combining them.

本発明のシルセスキオキサン化合物におけるシルセスキオキサンの含有量としては、20重量%以上100重量%以下が好ましく、40重量%以上100重量%以下がより好ましい。   As content of the silsesquioxane in the silsesquioxane compound of this invention, 20 to 100 weight% is preferable and 40 to 100 weight% is more preferable.

本発明においては、シルセスキオキサン構造がエチルシルセスキオキサン構造を含む。このように、エチルシルセスキオキサン構造を含むことにより、封止材用組成物の成形性を向上させることができ、厚さ約1mm〜2mm程度の厚膜の成形体を得ることが可能となる。この場合において、シルセスキオキサン化合物は、封止材用組成物の硬化状態(クラックがなく、硬化された成形体を触ってみてべたつきのない状態になること)を考慮すると、全シルセスキオキサン構造に対して、エチルシルセスキオキサン構造を約10モル%以上含むことが好ましく、約25モル%以上含むことがより好ましく、50モル%以上含むことがさらに好ましい。   In the present invention, the silsesquioxane structure includes an ethyl silsesquioxane structure. Thus, by including an ethyl silsesquioxane structure, the moldability of the composition for a sealing material can be improved, and a thick film molded body having a thickness of about 1 mm to 2 mm can be obtained. Become. In this case, the silsesquioxane compound is an all-silsesquioxane compound in consideration of the cured state of the composition for encapsulating materials (there is no crack, and there is no stickiness when the cured molded body is touched). The ethyl silsesquioxane structure is preferably contained in an amount of about 10 mol% or more, more preferably about 25 mol% or more, and further preferably 50 mol% or more based on the sun structure.

また、シルセスキオキサン化合物が、フェニルシルセスキオキサン構造を含んでも良い。シルセスキオキサン化合物は、封止材用組成物の硬化状態(クラックがなく、硬化された成形体を触ってみてべたつきのない状態になること)を考慮すると、フェニルシルセスキオキサン構造及びエチルシルセスキオキサン構造を合わせて約10モル%以上含むことが好ましく、約25モル%以上含むことがより好ましく、50モル%以上含むことがさらに好ましい。   In addition, the silsesquioxane compound may include a phenyl silsesquioxane structure. The silsesquioxane compound has a phenyl silsesquioxane structure and an ethyl group in consideration of the cured state of the composition for a sealing material (there is no crack, and the cured molded body is brought into a non-sticky state). The combined silsesquioxane structure is preferably contained in an amount of about 10 mol% or more, more preferably about 25 mol% or more, and further preferably 50 mol% or more.

シルセスキオキサン化合物がフェニルシルセスキオキサン構造及びエチルシルセスキオキサン構造を含む場合、その含有比率は、溶媒への溶解性や封止材用組成物の硬化状態(クラックがなく、硬化された成形体を触ってみてべたつきのない状態になること)を考慮すると、モル比で(フェニルシルセスキオキサン構造:エチルシルセスキオキサン構造)100:0〜5:95であることが好ましく、75:25〜25:75がより好ましい。   When the silsesquioxane compound contains a phenyl silsesquioxane structure and an ethyl silsesquioxane structure, the content ratio is determined by the solubility in a solvent and the cured state of the composition for a sealing material (there is no crack and the composition is cured). In view of the fact that the molded product is not sticky when touched), the molar ratio (phenylsilsesquioxane structure: ethylsilsesquioxane structure) is preferably 100: 0 to 5:95, 75:25 to 25:75 is more preferable.

なお、本発明の封止材用組成物をLEDの封止材料として用いる場合、LEDの波長が約350nmであり、フェニル基の吸収が300nm以下であるので、LEDの光によりフェニル基を劣化させる恐れはないと考えられる。しかしながら、フェニル基の共役が他の官能基まで広がったり、あるいは、フェニル基同士でダイマーを形成したりすると、吸収波長が長くなり、LEDの光によりフェニル基が劣化する可能性も考えられる。このため、シルセスキオキサン化合物が含有するフェニルシルセスキオキサン構造の量や、化合物中でのフェニルシルセスキオキサン構造の存在状態については、フェニル基の共役が他の官能基まで広がらず、フェニル基同士でダイマーを形成しないように適宜決定することが好ましい。   In addition, when using the composition for sealing materials of this invention as a sealing material of LED, since the wavelength of LED is about 350 nm and absorption of a phenyl group is 300 nm or less, a phenyl group is deteriorated with the light of LED. There is no fear. However, if the conjugation of the phenyl group extends to other functional groups or a dimer is formed between the phenyl groups, the absorption wavelength becomes longer, and the phenyl group may be degraded by the light of the LED. For this reason, as for the amount of phenylsilsesquioxane structure contained in the silsesquioxane compound and the presence state of the phenylsilsesquioxane structure in the compound, the conjugation of the phenyl group does not extend to other functional groups, It is preferable to determine appropriately so as not to form a dimer between phenyl groups.

本発明の封止材用組成物におけるカゴ状シルセスキオキサン化合物は、(1)重合していないカゴ状シルセスキオキサン(下記化1でn=0の構造);(2)重合していない部分開裂型カゴ状シルセスキオキサン(下記化9でk=0の構造);(3)複数のカゴ状シルセスキオキサンが重合してなるカゴ状シルセスキオキサン重合体;(4)複数の部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンが重合してなる部分開裂型カゴ状シルセスキオキサン重合体;(5)カゴ状シルセスキオキサンと部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンの共重合体を含む。   The cage silsesquioxane compound in the composition for a sealing material of the present invention is (1) an unpolymerized cage silsesquioxane (structure of n = 0 in the following chemical formula 1); (2) polymerized. Partially cleaved cage silsesquioxane (structure of k = 0 in the following chemical formula 9); (3) cage silsesquioxane polymer obtained by polymerizing a plurality of cage silsesquioxanes; (4) Partially cleaved cage silsesquioxane polymer obtained by polymerizing a plurality of partially cleaved cage silsesquioxanes; (5) Co-weight of caged silsesquioxane and partially cleaved cage silsesquioxanes Includes coalescence.

カゴ状に閉じたシロキサン構造を有するカゴ状シルセスキオキサンの具体的な構造は、下記式(1)で表される。

Figure 2007291272
式(1)において、mは6から14の整数であり、nは0以上m以下の整数である。R1は水酸基、シラノール基を含有する一価の有機基、非反応性の一価の有機基から選ばれ、R1はすべて同一でも異なっていても良い。 A specific structure of the cage silsesquioxane having a closed siloxane structure is represented by the following formula (1).
Figure 2007291272
In Formula (1), m is an integer of 6 to 14, and n is an integer of 0 or more and m or less. R 1 is selected from a hydroxyl group, a monovalent organic group containing a silanol group, and a non-reactive monovalent organic group, and R 1 may be the same or different.

非反応性の一価の有機基としては、置換若しくは無置換の炭化水素基、ケイ素原子含有基、及びそれらを組み合わせた基が挙げられる。また、シラノール基を含有する一価の有機基としては、前記非反応性の一価の有機基の一部をシラノール基に変性した基が挙げられる。   Examples of the non-reactive monovalent organic group include a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, a silicon atom-containing group, and a group obtained by combining them. Examples of the monovalent organic group containing a silanol group include a group obtained by modifying a part of the non-reactive monovalent organic group into a silanol group.

上記炭化水素基の例としては、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、ブチル(n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、sec−ブチル)、ペンチル(n−ペンチル、i−ペンチル、ネオペンチル、シクロペンチルなど)、ヘキシル(n−ヘキシル、i−ヘキシル、シクロヘキシルなど)、ヘプチル(n−ヘプチル、i−ヘプチルなど)、オクチル(n−オクチル、i−オクチル、t−オクチルなど)、ノニル(n−ノニル、i−ノニルなど)、デシル(n−デシル、i−デシルなど)、ウンデシル(n−ウンデシル、i−ウンデシルなど)、ドデシル(n−ドデシル、i−ドデシルなど)などの非環式又は環式の脂肪族炭化水素基;ベンジル、フェネチル、2−メチルベンジル、3−メチルベンジル、4−メチルベンジルなどのアラルキル基;フェニル基、トリル基あるいはキシリル基のようなアリール基などが挙げられる。   Examples of the hydrocarbon group include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, butyl (n-butyl, i-butyl, t-butyl, sec-butyl), pentyl (n-pentyl, i-pentyl, Neopentyl, cyclopentyl, etc.), hexyl (n-hexyl, i-hexyl, cyclohexyl etc.), heptyl (n-heptyl, i-heptyl etc.), octyl (n-octyl, i-octyl, t-octyl etc.), nonyl ( acyclic such as n-nonyl, i-nonyl, etc., decyl (n-decyl, i-decyl etc.), undecyl (n-undecyl, i-undecyl etc.), dodecyl (n-dodecyl, i-dodecyl etc.) Or cyclic aliphatic hydrocarbon group; aralkyl such as benzyl, phenethyl, 2-methylbenzyl, 3-methylbenzyl, 4-methylbenzyl Le group; a phenyl group, an aryl group such as tolyl or xylyl group.

前記炭化水素基の水素原子又は主鎖骨格の一部は、エーテル結合、エステル基(結合)、カルボニル基、フッ素原子などの置換基で部分的に置換されていても良い。   A hydrogen atom or a part of the main chain skeleton of the hydrocarbon group may be partially substituted with a substituent such as an ether bond, an ester group (bond), a carbonyl group, or a fluorine atom.

前記置換又は無置換の炭化水素基中の置換基も含めた全炭素原子数は、通常20個以下であるが、これに限定されるものではない。耐熱性などを考慮すると、全炭素原子数は、好ましくは16個以下、より好ましくは6個以下であることが好ましい。   The total number of carbon atoms including the substituent in the substituted or unsubstituted hydrocarbon group is usually 20 or less, but is not limited thereto. Considering heat resistance and the like, the total number of carbon atoms is preferably 16 or less, more preferably 6 or less.

前記ケイ素含有基としては、例えば、下記式(2)、式(3)で表す構造の基などが挙げられる。ケイ素原子含有基中のケイ素原子数は、通常1〜10個、好ましくは1〜6個、より好ましくは1〜3個であるが、これに限定されるものではない。   Examples of the silicon-containing group include groups having structures represented by the following formulas (2) and (3). The number of silicon atoms in the silicon atom-containing group is usually 1 to 10, preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3, but is not limited thereto.

Figure 2007291272
式(2)において、n'は、通常1〜10の整数であり、好ましくは1〜6の整数、より好ましくは1〜3の整数であるが、これに限定されるものではない。式(2)において、置換基R2,R3,R4は、ヒドロキシル基、又は炭素数1〜10個、好ましくは炭素数1〜6個の有機基である。
Figure 2007291272
In Formula (2), n 'is an integer of 1-10 normally, Preferably it is an integer of 1-6, More preferably, it is an integer of 1-3, However, It is not limited to this. In the formula (2), the substituents R 2 , R 3 and R 4 are a hydroxyl group or an organic group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms.

前記炭素数1〜10個の有機基の例としては、各種の置換又は無置換の炭化水素基が挙げられ、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基などの脂肪族炭化水素基;フェニル基、ベンジル基、又はフェネチル基のような芳香族炭化水素基;CF3CH2CH2−などの含フッ素アルキル基などが挙げられる。 Examples of the organic group having 1 to 10 carbon atoms include various substituted or unsubstituted hydrocarbon groups. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a cyclohexyl group. An aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a benzyl group, or a phenethyl group; a fluorine-containing alkyl group such as CF 3 CH 2 CH 2 —, and the like.

式(2)で表されるケイ素原子含有基の具体的な例としては、トリメチルシロキシ基(Me3Si−)、ジメチルフェニルシロキシ基(Me2PhSiO−)、ジフェニルメチルシロキシ基、フェネチルジメチルシロキシ基、ジメチル−n−ヘキシルシロキシ基、ジメチルシクロヘキシルシロキシ基、ジメチルオクチルシロキシ基、(CH33SiO[Si(CH32O]q−(q=1〜9)、2−フェニル−2,4,4,4−テトラメチルジシロキシ基(OSiPhMeOSiMe3)、4,4−ジフェニル−2,2,4−トリメチルジシロキシ(OSiMe2OSiMePh2)、2,4−ジフェニル−2,4,4−トリメチルジシロキシ(OSiPhMeOSiPhMe2)などが挙げられる。 Specific examples of the silicon atom-containing group represented by the formula (2) include trimethylsiloxy group (Me 3 Si-), dimethylphenylsiloxy group (Me 2 PhSiO-), diphenylmethylsiloxy group, phenethyldimethylsiloxy group. , dimethyl -n- hexyl siloxy group, dimethyl cyclohexyl siloxy group, dimethyl octyl siloxy group, (CH 3) 3 SiO [ Si (CH 3) 2 O] q - (q = 1~9), 2- phenyl-2, 4,4,4-tetramethyldisiloxy group (OSiPhMeOSiMe 3 ), 4,4-diphenyl-2,2,4-trimethyldisiloxy (OSiMe 2 OSiMePh 2 ), 2,4-diphenyl-2,4,4- And trimethyldisiloxy (OSiPhMeOSiPhMe 2 ).

Figure 2007291272
式(3)において、Raは炭素数1〜10個の2価の炭化水素基であり、炭素数は、好ましくは2〜6個であり、より好ましくは2又は3個である。Raの具体例としては、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−(CH2p−(p=4〜10)などのアルキレン基が挙げられる。
Figure 2007291272
In the formula (3), R a is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms. Specific examples of R a include alkylene groups such as —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 —, and — (CH 2 ) p — (p = 4 to 10).

式(3)におけるR2,R3,R4,R5,R6は、式(2)におけるR2,R3,R4と同じである。n''は、0又は1〜9の整数であるが、好ましくは0又は1〜5の整数、特に好ましくは0,1又は2である。 R 2, R 3, R 4, R 5, R 6 in the formula (3) is the same as R 2, R 3, R 4 in the formula (2). n ″ is 0 or an integer of 1 to 9, preferably 0 or an integer of 1 to 5, particularly preferably 0, 1 or 2.

上記で説明したカゴ状シルセスキオキサンの具体的な例としては、式(1)においてm=6で表される式(4)のような構造、式(1)においてm=8で表される式(5)のような構造、式(1)においてm=10で表される式(6)のような構造、式(1)においてm=12で表される式(7)のような構造、式(1)においてm=14で表される式(8)のような構造などが挙げられる。ただし、式(4)〜(8)におけるRは、式(1)におけるR1と同様若しくは他のカゴ状シルセスキオキサン又は部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンヘの結合を表し、Rのうちのn個(すなわち1個以上m個以下)は他の(部分開裂型)カゴ状シルセスキオキサンヘの結合を表す。 As a specific example of the cage silsesquioxane described above, a structure like Formula (4) represented by m = 6 in Formula (1), and represented by m = 8 in Formula (1) A structure like Formula (5), a structure like Formula (6) represented by m = 10 in Formula (1), and a formula (7) like m = 12 in Formula (1) A structure, a structure like Formula (8) represented by m = 14 in Formula (1), etc. are mentioned. However, the formula (4) R in - (8) represents a bond of similar or other cage-like silsesquioxane or partial cleavage type cage-like silsesquioxane Sanhe and R 1 in formula (1), of the R N (that is, 1 or more and m or less) represents a bond to another (partially cleaved) cage silsesquioxane.

Figure 2007291272
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部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンとは、カゴ状シルセスキオキサン構造の一部のケイ素−酸素結合が開裂した構造、又はカゴ状シルセスキオキサン構造の一部が脱離した構造を指す。具体的な構造は下記式(9)で表される。   The partially cleaved cage silsesquioxane refers to a structure in which a part of the silicon-oxygen bond of the cage silsesquioxane structure is cleaved or a structure in which a part of the cage silsesquioxane structure is eliminated. . A specific structure is represented by the following formula (9).

Figure 2007291272
式(9)において、6≦l+j≦40、l≧1、j≧4である。式(9)においてR1は、式(1)におけるR1と同様であり、すべて同一の構造でも、互いに異なっていても良い。
Figure 2007291272
In Expression (9), 6 ≦ l + j ≦ 40, l ≧ 1, and j ≧ 4. In formula (9), R 1 is the same as R 1 in formula (1), and they may all be the same structure or different from each other.

このような部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンの具体的な例としては、式(9)においてj=4、l=3で表される式(10)のような構造、式(9)においてj=6、l=2で表される式(11)及び式(12)のような構造などが挙げられる。ただし、式(10)〜(12)において、Rは、式(1)のR1と同様であり、Xは一般式(1)のR1と同様若しくは他のカゴ状シルセスキオキサン又は部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンヘの結合を表す。Xのうちのk個(すなわち0個以上3個以下)は、他のカゴ状シルセスキオキサン又は部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンヘの結合を表す。 As a specific example of such a partially cleaved cage silsesquioxane, a structure such as formula (10) represented by j = 4 and l = 3 in formula (9), formula (9) Examples include structures such as formula (11) and formula (12) represented by j = 6 and l = 2. However, in the formula (10) ~ (12), R is the same as R 1 of formula (1), X is R 1 the same or another cage-like silsesquioxane or parts of the general formula (1) Represents a bond to a cleaved cage silsesquioxane. K of X (that is, 0 or more and 3 or less) represents a bond to another cage-like silsesquioxane or a partially cleaved cage-like silsesquioxane.

Figure 2007291272
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Figure 2007291272
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Figure 2007291272
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次に、複数の(部分開裂型)カゴ状シルセスキオキサンが重合してなる(部分開裂型)カゴ状シルセスキオキサン重合体について説明する。前記(部分開裂型)カゴ状シルセスキオキサン重合体は、直鎖状、分枝状、三次元網目状に結合していても良い。シルセスキオキサン同士(すなわち、カゴ状シルセスキオキサン同士、部分開裂型カゴ状シルセスキオキサン同士、カゴ状シルセスキオキサンと部分開裂型カゴ状シルセスキオキサン)は、直接結合されていても良く、任意の原子又は官能基、例えば、酸素原子又は有機基を介して結合されていても良い。なお、有機基としては、炭化水素基、オキシアルキレン基、シロキサン基、それらの重合体、並びにそれらを組み合わせた構造などが挙げられる。   Next, a (partially cleaved) cage silsesquioxane polymer obtained by polymerizing a plurality of (partially cleaved) cage silsesquioxanes will be described. The (partially cleaved) cage silsesquioxane polymer may be bonded in a linear, branched or three-dimensional network. Silsesquioxanes (ie, cage silsesquioxanes, partially cleaved cage silsesquioxanes, cage silsesquioxanes and partially cleaved cage silsesquioxanes) are directly bonded. It may be bonded via any atom or functional group, for example, an oxygen atom or an organic group. Examples of the organic group include a hydrocarbon group, an oxyalkylene group, a siloxane group, a polymer thereof, and a structure combining them.

前記炭化水素基及びその重合体としては、−(CH2s−、(sは自然数)で表されるアルキレン基、芳香族炭化水素基などが挙げられる。−(CH2s−におけるsは、1以上100以下が好ましく、1以上20以下がより好ましい。具体的には、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、ポリエチレン構造などが挙げられ、芳香族炭化水素基としては、フェニレン基などが挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group and the polymer thereof include — (CH 2 ) s —, an alkylene group represented by (s is a natural number), an aromatic hydrocarbon group, and the like. S in — (CH 2 ) s — is preferably from 1 to 100, more preferably from 1 to 20. Specifically, the alkylene group includes a methylene group, an ethylene group, a polyethylene structure, and the aromatic hydrocarbon group includes a phenylene group.

前記オキシアルキレン基及びその重合体−(R’O)t−(tは自然数)としては、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、ポリオキシメチレン、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンなどが挙げられる。上記tは1以上100以下が好ましく、1以上20以下がより好ましい。 Examples of the oxyalkylene group and its polymer-(R'O) t- (t is a natural number) include oxymethylene group, oxyethylene group, oxypropylene group, polyoxymethylene, polyoxyethylene, polyoxypropylene and the like. It is done. The t is preferably 1 or more and 100 or less, and more preferably 1 or more and 20 or less.

前記シロキサン基及びその重合体としては、例えば、下記式(13)で表される構造が挙げられる。

Figure 2007291272
ここで、R2,R3は式(2)におけるR2,R3と同じである。n'''は自然数である。 As said siloxane group and its polymer, the structure represented by following formula (13) is mentioned, for example.
Figure 2007291272
Wherein, R 2, R 3 are the same as R 2, R 3 in the formula (2). n ″ ′ is a natural number.

上記の炭化水素基、オキシアルキレン基、シロキサン基及びそれらの重合体は、水素原子又は骨格の一部が有機基によって部分的に置換されていても良い。成型性などを考慮すると、シルセスキオキサン同士を結合する有機基にシロキサン基が含有されていることが好ましい。   In the above hydrocarbon group, oxyalkylene group, siloxane group and polymers thereof, a hydrogen atom or a part of the skeleton may be partially substituted with an organic group. In consideration of moldability and the like, it is preferable that a siloxane group is contained in an organic group that bonds silsesquioxanes.

前記(部分開裂型)カゴ状シルセスキオキサン重合体の数平均分子量は、500以上40万以下が好ましく、より好ましくは500以上5万以下である。   The number average molecular weight of the (partially cleaved) cage silsesquioxane polymer is preferably 500 or more and 400,000 or less, more preferably 500 or more and 50,000 or less.

カゴ状シルセスキオキサン重合体と部分開裂型カゴ状シルセスキオキサン重合体が共重合している場合、カゴ状シルセスキオキサンと部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンの結合シーケンスにおいては、両者が交互に結合していても良く、ランダムな順番で結合していても良い。また、一定の規則性をもって結合していても良い。   When the cage silsesquioxane polymer and the partially cleaved cage silsesquioxane polymer are copolymerized, in the binding sequence of the cage silsesquioxane and the partially cleaved cage silsesquioxane, Both may be combined alternately or in a random order. Moreover, you may couple | bond with a fixed regularity.

カゴ状シルセスキオキサンと部分開裂型カゴ状シルセスキオキサンの比率は、モル比で、(カゴ状シルセスキオキサン):(部分開裂型カゴ状シルセスキオキサン)=1:99〜95:5であることが好ましく、より好ましくは5:95〜30:70である。   The ratio of the cage silsesquioxane and the partially cleaved cage silsesquioxane is a molar ratio of (cage silsesquioxane) :( partially cleaved cage silsesquioxane) = 1: 99 to 95. : 5, more preferably 5:95 to 30:70.

上述したシルセスキオキサン化合物、すなわち、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物は、例えばアルコキシ基以外に反応性基を持たないトリアルコキシシラン化合物を酸又は塩基の存在下、所定の条件で反応させることにより得ることができる。上記アルコキシ基が加水分解/縮合することにより、シルセスキオキサン骨格及びシラノール基を生成する。また、上記トリアルコキシシランは、アルコキシル基以外に反応性基を持たないため、加水分解/縮合により得られる生成物はシラノール基以外に反応性基を持たない。アルコキシ基以外に反応性基を持たないトリアルコキシシラン化合物の例としては、メチルトリアルコキシシラン、エチルトリアルコキシシラン、イソブチルトリアルコキシシラン、シクロペンチルトリアルコキシシランなどが挙げられる。また、前記酸及び塩基の例としては、塩酸、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどが例示できる。所定の条件は、例えば室温攪拌である。なお、シルセスキオキサン化合物の構造は、1H−NMR及び29Si−NMRを用いることにより確認することができる。 The silsesquioxane compound described above, that is, the silsesquioxane compound in which the reactive group is only a silanol group, is prepared by, for example, treating a trialkoxysilane compound having no reactive group other than an alkoxy group in the presence of an acid or a base. It can obtain by making it react on these conditions. The alkoxy group is hydrolyzed / condensed to produce a silsesquioxane skeleton and a silanol group. Further, since the trialkoxysilane has no reactive group other than the alkoxyl group, the product obtained by hydrolysis / condensation has no reactive group other than the silanol group. Examples of trialkoxysilane compounds having no reactive group other than alkoxy groups include methyltrialkoxysilane, ethyltrialkoxysilane, isobutyltrialkoxysilane, cyclopentyltrialkoxysilane and the like. Examples of the acid and base include hydrochloric acid, lithium hydroxide, sodium hydroxide, and tetramethylammonium hydroxide. The predetermined condition is, for example, room temperature stirring. The structure of the silsesquioxane compound can be confirmed by using 1 H-NMR and 29 Si-NMR.

本発明の封止材用組成物は、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有するので、耐光性に優れ、基材との接着性に優れる。耐光性については、反応性基がシラノール基のみであり、他の官能基が硬化の際の反応に寄与しないので、硬化の際に生成する結合が耐光性の高いシロキサン基であるためであると考えられる。また、接着性については、シラノール基と基材表面に存在する水酸基との間の相互作用によると考えられる。   Since the composition for sealing materials of this invention contains the silsesquioxane compound whose reactive group is only a silanol group, it is excellent in light resistance and excellent in adhesiveness with a base material. Regarding light resistance, the reactive group is only a silanol group, and other functional groups do not contribute to the reaction at the time of curing, so that the bond generated at the time of curing is a siloxane group with high light resistance. Conceivable. Moreover, about adhesiveness, it is thought that it is based on the interaction between a silanol group and the hydroxyl group which exists in the base-material surface.

本発明の封止材用組成物においては、シルセスキオキサン化合物以外の、シラノール基と反応し得る官能基を有する化合物が含まれていても良い。このような化合物が含まれていることにより、封止材用組成物の硬化プロセスにおいて、その化合物がシルセスキオキサン化合物と反応して硬化させる。また、このような化合物の含有量を調整することにより、硬化物の弾性率をコントロールすることができる。このような化合物としては、例えば、SiH及び/又はSiOHを2つ以上含有する化合物や環状多官能化合物を挙げることができる。SiH及び/又はSiOHを2つ以上含有する化合物の骨格としては、シロキサン、アキレン、オキシアルキレン、それらの重合体、及びそれらを組み合わせた骨格などが挙げられる。また、環状多官能化合物 の骨格としては、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどのシクロアルカン構造;テトラシクロシロキサンなどのシクロシロキサン構造;ベンゼンなどの芳香環構造などであって、官能基がSiH又はSiOHであるものが挙げられる。この中でも環状多官能化合物の骨格としては、シクロアルカン構造やシクロシロキサン構造であることが好ましい。特に、環状多官能化合物が、多官能ビニルシクロアルカン(例えば、多官能ビニルシクロヘキサン)又は多官能シクロシロキサンであることが好ましい。   In the composition for sealing materials of this invention, the compound which has a functional group which can react with a silanol group other than the silsesquioxane compound may be contained. By including such a compound, the compound reacts with the silsesquioxane compound and is cured in the curing process of the composition for encapsulant. Moreover, the elasticity modulus of hardened | cured material can be controlled by adjusting content of such a compound. Examples of such a compound include a compound containing two or more SiH and / or SiOH and a cyclic polyfunctional compound. Examples of the skeleton of the compound containing two or more SiH and / or SiOH include siloxane, alkylene, oxyalkylene, polymers thereof, and a combination of them. The skeleton of the cyclic polyfunctional compound includes a cycloalkane structure such as cyclobutane, cyclopentane, and cyclohexane; a cyclosiloxane structure such as tetracyclosiloxane; an aromatic ring structure such as benzene, and the functional group is SiH or SiOH. Some are listed. Among these, the skeleton of the cyclic polyfunctional compound is preferably a cycloalkane structure or a cyclosiloxane structure. In particular, the cyclic polyfunctional compound is preferably a polyfunctional vinylcycloalkane (for example, polyfunctional vinylcyclohexane) or a polyfunctional cyclosiloxane.

本発明の封止材用組成物の硬化方法としては、熱硬化、活性光線による硬化及びそれらの組み合わせによる硬化が挙げられる。   Examples of the method for curing the composition for sealing material of the present invention include thermal curing, curing with actinic rays, and curing by a combination thereof.

本発明の封止材用組成物の熱硬化条件において、硬化温度としては、光学素子の耐光性などを考慮して、室温以上200℃以下であることが好ましい。封止材用組成物の硬化においては、例えば、封止材用組成物を型に流し込んで仮硬化させ、その後型から仮硬化物を外して仮硬化物を硬化させて成型体を得る。なお、封止材用組成物から成型体を得る方法はこれに限定されず、種々変更して行うことができる。   In the thermosetting condition of the composition for sealing material of the present invention, the curing temperature is preferably room temperature or higher and 200 ° C. or lower in consideration of the light resistance of the optical element. In the curing of the encapsulant composition, for example, the encapsulant composition is poured into a mold and temporarily cured, and then the temporarily cured product is removed from the mold and the temporarily cured product is cured to obtain a molded body. In addition, the method of obtaining a molded object from the composition for sealing materials is not limited to this, It can carry out by changing variously.

本発明の封止材用組成物を活性光線で硬化させる場合、硬化を促進させる化合物として、光酸発生剤や光塩基発生剤を添加しても良い。前記光酸発生剤としては、オニウム塩類、スルホン酸誘導体などが挙げられ、特に芳香族オニウム塩が有効である。光塩基発生剤としては、例えばベンジルカルバメイト化合物、ベンゾインカルバメイト化合物、o−カルバモイルヒドロキシアミン類、o−カルバモイルオキシム、芳香族スルホンアミド類、N−(2−アリールエテニル)アミド類、アリールアジド類、N−アリールホルムアミド類、アシルオキシイミノ化合物、及びN−置換−4−(オルトニトロフェニル)ジヒドロピリジン類、が挙げられる。   When the composition for a sealing material of the present invention is cured with actinic rays, a photoacid generator or a photobase generator may be added as a compound that accelerates curing. Examples of the photoacid generator include onium salts and sulfonic acid derivatives, and aromatic onium salts are particularly effective. Examples of the photobase generator include benzyl carbamate compounds, benzoin carbamate compounds, o-carbamoylhydroxyamines, o-carbamoyl oximes, aromatic sulfonamides, N- (2-arylethenyl) amides, aryl azides , N-arylformamides, acyloxyimino compounds, and N-substituted-4- (orthonitrophenyl) dihydropyridines.

本発明の封止材用組成物の硬化態様としては、1)シラノール型シルセスキオキサン同士の反応、2)シルセスキオキサンとSiH系添加剤との反応、3)シルセスキオキサンとシラノール系添加剤との反応、などが挙げられる。1)の硬化においては、シラノール同士が脱水縮合して硬化するものと推測される。2)の硬化においては、シルセスキオキサンのシラノールと添加剤のSiHが脱水素により縮合するか、あるいはSiHがシラノールに変質後、シルセスキオキサンのシラノールと脱水縮合して硬化するものと推測される(図2における右側の矢印)。3)の硬化においては、シルセスキオキサンのシラノールと添加剤のシラノールが脱水縮合して硬化するものと推測される(図2における左側の矢印)。   The curing mode of the composition for sealing material of the present invention is as follows: 1) reaction between silanol-type silsesquioxanes, 2) reaction between silsesquioxanes and SiH-based additives, 3) silsesquioxanes and silanols. Reaction with system additives, and the like. In the curing of 1), it is presumed that silanols are cured by dehydration condensation. In the curing of 2), it is estimated that silsesquioxane silanol and additive SiH are condensed by dehydrogenation, or SiH is transformed into silanol and then dehydrated and condensed with silsesquioxane silanol. (The arrow on the right side in FIG. 2). In the curing of 3), it is presumed that silanol of silsesquioxane and silanol of additive are dehydrated and condensed to cure (left arrow in FIG. 2).

本発明の封止材用組成物は、その他本発明の範囲を逸脱しない量で他の添加剤、例えば界面活性剤、シランカップリング剤などを含んでいても良い。   The composition for a sealing material of the present invention may contain other additives such as a surfactant and a silane coupling agent in an amount that does not depart from the scope of the present invention.

本発明の封止材用組成物は、反応性の高いシラノール基を含んでいるので、冷蔵保存されることが好ましい。この場合において、次の点に注意すべきである。
1)容器
シラノール基による反応は、脱水反応であるので、封止材用組成物を安定に保つために、封止材用組成物中の水分濃度を一定に保つことが重要である。したがって、一般に、水透過性が小さいガラス容器、金属容器に保管する方が好ましい。これらの容器は吸着水が多いので、これらの容器を用いる場合には、十分に吸着水を除去することが好ましい。例えば、ガラス容器の内面に吸着水が少ない樹脂をコーティングする。
Since the composition for sealing materials of the present invention contains highly reactive silanol groups, it is preferably stored in a refrigerator. In this case, the following points should be noted.
1) Container Since the reaction by the silanol group is a dehydration reaction, it is important to keep the water concentration in the encapsulant composition constant in order to keep the encapsulant composition stable. Therefore, in general, it is preferable to store in a glass container or a metal container having low water permeability. Since these containers have a large amount of adsorbed water, it is preferable to sufficiently remove the adsorbed water when these containers are used. For example, a resin with little adsorbed water is coated on the inner surface of a glass container.

また、吸着水が少ない樹脂製の容器、例えばPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)などのポリオレフィン樹脂などの容器に、封止材用組成物を充填・密閉した後、さらに、樹脂容器全体を、例えばアルミラミネートフィルムで完全に封止するのが好ましい。アルミラミネートフィルムは水分の透過を防止することができるので、特に反応性が高いシラノール基を有する化合物を含む封止材用組成物を冷蔵貯蔵、冷蔵輸送する際に、容器に付着・吸着する水分などの影響を除くことができる。これにより、内面を樹脂コーティングしたガラス容器、金属容器と同等の貯蔵安定性を確保できる。樹脂容器としては、吸着水が少ない材質が好ましいので、オレフィン系の樹脂の他に、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、TFE(テトラフルオロエチレン)、ETFE(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体)、FLPE(フッ素加工高密度ポリエチレン)などのフッ素樹脂などを用いることができる。したがって、PE、PPなどのポリオレフィン樹脂などの容器に、封止材用組成物を充填・密閉した後、さらに樹脂容器全体をアルミラミネートフィルムで直接包装する形態が実用的に最も好ましい。   In addition, after filling and sealing the sealing material composition in a resin container with little adsorbed water, for example, a polyolefin resin such as PE (polyethylene) or PP (polypropylene), the entire resin container For example, it is preferable to completely seal with an aluminum laminate film. Aluminum laminate film can prevent moisture permeation, so that the moisture adhering to and adsorbing to the container during refrigerated storage and refrigerated transportation of a composition for sealing materials containing a highly reactive compound having a silanol group. Etc. can be excluded. Thereby, the storage stability equivalent to the glass container and metal container which resin-coated the inner surface is securable. Since the resin container is preferably made of a material with little adsorbed water, in addition to the olefin resin, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), TFE (tetrafluoroethylene). ), ETFE (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer), FLPE (fluorine-processed high-density polyethylene), and the like can be used. Therefore, a form in which a container made of a polyolefin resin such as PE or PP is filled and sealed with a composition for a sealing material, and then the entire resin container is directly packaged with an aluminum laminate film is most preferable in practice.

2)その他
封止材用組成物の硬化物と基材との間の密着性、封止材用組成物の硬化物の透明性などの再現性を得るためには、基材の吸着水を十分に除去して、ドライな環境下で、基材に封止材用組成物を被覆し、硬化することが好ましい。一般に、基材の吸着水を除去するためには、基材を200℃前後まで加熱することが有効である。特に、真空中での加熱がより効果的である。また、加熱の方法としては、単純にオーブンで加熱する方法や、ハロゲンランプのような強力なランプで熱線を照射し、基材及びその周りの材料の表面に吸着した水分を除去する方法などが挙げられる。
2) Others In order to obtain reproducibility such as adhesion between the cured product of the encapsulant composition and the substrate and transparency of the cured product of the encapsulant composition, the adsorbed water of the substrate is used. It is preferable that the composition is sufficiently removed and the base material is coated with the encapsulant composition and cured in a dry environment. Generally, in order to remove adsorbed water from the base material, it is effective to heat the base material to around 200 ° C. In particular, heating in a vacuum is more effective. In addition, as a heating method, there are a method of simply heating in an oven, a method of irradiating heat rays with a powerful lamp such as a halogen lamp, and removing moisture adsorbed on the surface of the substrate and the surrounding material. Can be mentioned.

上述した本発明に係る封止材用組成物が発光ダイオード、半導体レーザ、フォトダイオードなどの光学デバイスの封止に用いられる場合には、基材上に被封止材である光学素子を搭載し、この光学素子が被覆されるように上記封止材用組成物を供給し、その後封止材用組成物を硬化させる。ここで、光学素子が被覆されるように封止材用組成物を供給する方法としては、封止材用組成物を必要に応じて所定の粘度となるように粘度調整し、光学素子上に吐出して封止材用組成物を硬化させる方法(ポッティング)や、光学素子に吐出した後に、所定の型を用いて封止材用組成物を硬化させる方法などが挙げられる。封止材用組成物の供給の際の条件は、封止材用組成物における有機ケイ素化合物や環状化合物の種類、粘度などを考慮して適宜設定する。   When the above-described composition for a sealing material according to the present invention is used for sealing an optical device such as a light emitting diode, a semiconductor laser, or a photodiode, an optical element that is a material to be sealed is mounted on the substrate. The composition for sealing material is supplied so that the optical element is covered, and then the composition for sealing material is cured. Here, as a method of supplying the composition for encapsulant so that the optical element is coated, the viscosity of the composition for encapsulant is adjusted to a predetermined viscosity as necessary, and the composition is placed on the optical element. Examples thereof include a method (potting) for curing the composition for encapsulant by discharging, a method for curing the composition for encapsulant using a predetermined mold after ejection to an optical element, and the like. The conditions for supplying the encapsulant composition are appropriately set in consideration of the type, viscosity, etc. of the organosilicon compound and cyclic compound in the encapsulant composition.

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
本実施例において、NMRスペクトルの測定には、Varian Unity 400
スペクトルメーターを用い、分子量の測定には、GPC(ゲル濾過クロマトグラフィー)「日本分光株式会社製 高速液体クロマトグラフィーシステム」に、「昭和電工株式会社製 SEC用カラム(KF−805L)」を取り付けた装置を用いた。
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
In this example, Varian Unity 400 is used for NMR spectrum measurement.
For measurement of molecular weight using a spectrometer, GPC (Gel Filtration Chromatography) “High Performance Liquid Chromatography System manufactured by JASCO Corporation” was equipped with “SEC Column (KF-805L) manufactured by Showa Denko KK”. A device was used.

また、本実施例において、使用した主な試薬は、エチルトリメトキシシラン(チッソ社製)、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(チッソ社製)、リカシッドMH−700(新日本理化(株)製)である。   In this example, the main reagents used were ethyltrimethoxysilane (manufactured by Chisso), 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Chisso), and ricacid MH-700 (new Nippon Rika Co., Ltd.). Made).

また、本実施例において、耐光性評価には、図3に示す構成の装置を用いた。すなわち、この装置は、載置台であるガラス基板1の上方に所定の間隔(約5mm)をおいてUVフィルタ3が配置され、UVフィルタ3の上方に所定の間隔(約5mm)をおいてランプ4が配置されてなるものであり、ガラス基板1上に評価サンプル2を載置し、ランプ4からUVフィルタ3を介して光を評価サンプル2に照射して評価を行う。なお、ランプ4の光源は、超高圧水銀ランプUVF352S(三永電機社製)を用い、評価条件は、照度5000mW/cm2、温度100℃、照射時間24時間とした。 Further, in this example, an apparatus having the configuration shown in FIG. 3 was used for light resistance evaluation. That is, in this apparatus, the UV filter 3 is disposed above the glass substrate 1 as a mounting table with a predetermined interval (about 5 mm), and the lamp is disposed above the UV filter 3 with a predetermined interval (about 5 mm). The evaluation sample 2 is placed on the glass substrate 1 and the evaluation sample 2 is irradiated with light from the lamp 4 through the UV filter 3 for evaluation. The light source of the lamp 4 was an ultra-high pressure mercury lamp UVF352S (manufactured by Mitsunaga Electric Co., Ltd.), and the evaluation conditions were an illuminance of 5000 mW / cm 2 , a temperature of 100 ° C., and an irradiation time of 24 hours.

(実施例1)
・エチルシルセスキオキサンAの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた、2L容スリ付三つ口フラスコを窒素置換・窒素気流下とした。これに1規定水酸化ナトリウム水溶液57.6g、テトラヒドロフラン800mLを入れ、機械攪拌で攪拌(600rpm)しつつ、室温でエチルトリメトキシシラン240g(1.6moL)を加えた。次いで、反応系をサーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、6日間反応させた。反応後、1規定希塩酸57.6gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。次いで、ジエチルエーテル600mLを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を150mLの飽和食塩水で二回洗浄し、次いで無水硫酸マグネシウム60gを加えて15時間室温で静置し、脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去し、実施例1のシルセスキオキサン化合物であるエチルシルセスキオキサンAを淡黄色不透明高粘度液状化合物として得た。
Example 1
Synthesis of ethyl silsesquioxane A A 2 L three-neck flask equipped with a reflux tube with a ball, a stir bar, and a thermometer was purged with nitrogen and under a nitrogen stream. To this, 57.6 g of 1N aqueous sodium hydroxide solution and 800 mL of tetrahydrofuran were added, and 240 g (1.6 mol) of ethyltrimethoxysilane was added at room temperature while stirring with mechanical stirring (600 rpm). Next, the reaction system was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 6 days. After the reaction, 17.6 dilute hydrochloric acid (57.6 g) was added for neutralization, and then the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. Next, 600 mL of diethyl ether was added for extraction, and the aqueous phase was discarded. Then, the organic phase was washed twice with 150 mL of saturated brine, then 60 g of anhydrous magnesium sulfate was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 hours for dehydration. . Insoluble matters such as salts were removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off under reduced pressure to obtain ethyl silsesquioxane A, which is a silsesquioxane compound of Example 1, as a pale yellow opaque high-viscosity liquid compound.

エチルシルセスキオキサンAの収量は99.5g(1.23moL、76.8%)であり、分子量は下記表1の通りであった。なお、表1におけるMwは重量平均分子量であり、Mnは数平均分子量であり、Pは分散を示す。エチルシルセスキオキサンAは、GPCにおいて高分子量部と低分子量部の2成分が観測されたため、表1に示す分子量から求めた高分子量部と低分子量部との間の面積比(存在量比に対応)も併記した。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、8moL%であることがわかった。T2/T3=8/92についても表1に併記した。ここでT2とは、ケイ素原子に結合した3つの酸素原子のうち2つが隣のケイ素原子に結合され、残り一つがシラノールである構造を表す。T3とは、ケイ素原子に結合した3つの酸素原子のうち3つとも隣のケイ素原子に結合された構造をあらわす。したがって、T2/T3の値はシラノール量に対応し、T2/T3が大きいほど相対的にシラノール量が多い。 The yield of ethyl silsesquioxane A was 99.5 g (1.23 mol, 76.8%), and the molecular weight was as shown in Table 1 below. In Table 1, Mw is a weight average molecular weight, Mn is a number average molecular weight, and P indicates dispersion. In ethyl silsesquioxane A, since two components of a high molecular weight part and a low molecular weight part were observed in GPC, the area ratio (abundance ratio) between the high molecular weight part and the low molecular weight part determined from the molecular weight shown in Table 1 Also corresponded). 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the measurement results of 29 Si-NMR, it was found that the ratio of the T2 component containing a silanol group (SiOH) was 8 mol%. Table 1 also shows T2 / T3 = 8/92. Here, T2 represents a structure in which two of three oxygen atoms bonded to a silicon atom are bonded to an adjacent silicon atom and the remaining one is silanol. T3 represents a structure in which three of the three oxygen atoms bonded to the silicon atom are bonded to the adjacent silicon atom. Therefore, the value of T2 / T3 corresponds to the amount of silanol, and the larger the amount of T2 / T3, the larger the amount of silanol.

次に、20gのエチルシルセスキオキサンAを80部のトルエンに溶解させ、これをアセトニトリル600mLに、激しく攪拌しつつ加え、再沈殿させた。デカンテーションにより沈殿物を分け取り、減圧乾燥により精製した(エチルシルセスキオキサンAP)。この物質は無色の固体であり、収量は14.2gであった。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、6moL%であることがわかった。T2/T3=8/92についても表1に併記した。 Next, 20 g of ethyl silsesquioxane A was dissolved in 80 parts of toluene, and this was added to 600 mL of acetonitrile with vigorous stirring and reprecipitated. The precipitate was separated by decantation and purified by drying under reduced pressure (ethylsilsesquioxane AP). This material was a colorless solid and the yield was 14.2 g. 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the 29 Si-NMR measurement results, it was found that the ratio of the T2 component containing silanol groups (SiOH) was 6 mol%. Table 1 also shows T2 / T3 = 8/92.

(実施例2)
・エチルシルセスキオキサンBの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた、1L容スリ付三つ口フラスコを窒素置換・窒素気流下とした。これに1規定水酸化ナトリウム水溶液38.9g、テトラヒドロフラン300mLを入れ、機械攪拌で攪拌(600rpm)しつつ、室温でエチルトリメトキシシラン72g(0.48moL)を加えた。次いで、反応系をサーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、24時間反応させた。反応後、1規定希塩酸38.9gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。次いで、ジエチルエーテル300mLを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を75mLの飽和食塩水で二回洗浄し、次いで、無水硫酸マグネシウム30gを加えて15時間室温で静置し、脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去し、実施例2のシルセスキオキサン化合物であるエチルシルセスキオキサンBを淡黄色不透明高粘度液状化合物として得た。
(Example 2)
Synthesis of ethyl silsesquioxane B A 1 L three-necked flask equipped with a reflux tube with a ball, a stirring rod, and a thermometer was purged with nitrogen and under a nitrogen stream. To this, 38.9 g of a 1N aqueous sodium hydroxide solution and 300 mL of tetrahydrofuran were added, and 72 g (0.48 mol) of ethyltrimethoxysilane was added at room temperature while stirring with mechanical stirring (600 rpm). Next, the reaction system was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 24 hours. After the reaction, 18.9 dilute hydrochloric acid (38.9 g) was added for neutralization, and then the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. Next, 300 mL of diethyl ether was added for extraction, and the aqueous phase was discarded. The organic phase was washed twice with 75 mL of saturated brine, then 30 g of anhydrous magnesium sulfate was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 hours for dehydration. did. Insoluble matter such as salt was removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off under reduced pressure to obtain ethyl silsesquioxane B, which is a silsesquioxane compound of Example 2, as a pale yellow opaque high-viscosity liquid compound.

エチルシルセスキオキサンBの収量は32.2g(0.408moL、84.9%)であり、分子量は下記表1の通りであった。また、表1に示す分子量から求めた高分子量部と低分子量部との間の面積比も併記した。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、17moL%であることがわかった。T2/T3=17/83についても表1に併記した。 The yield of ethyl silsesquioxane B was 32.2 g (0.408 moL, 84.9%), and the molecular weight was as shown in Table 1 below. The area ratio between the high molecular weight part and the low molecular weight part determined from the molecular weight shown in Table 1 is also shown. 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the 29 Si-NMR measurement results, it was found that the ratio of T2 component containing silanol group (SiOH) was 17 mol%. T2 / T3 = 17/83 is also shown in Table 1.

次に、20gのエチルシルセスキオキサンBを80部のトルエンに溶解させ、これをアセトニトリル600mLに、激しく攪拌しつつ加え、再沈殿させた。デカンテーションにより沈殿物を分け取り、減圧乾燥により精製した(エチルシルセスキオキサンBP)。この物質は無色の固体であり、収量は13.8gであった。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、11moL%であることがわかった。T2/T3=11/89についても表1に併記した。 Next, 20 g of ethyl silsesquioxane B was dissolved in 80 parts of toluene, and this was added to 600 mL of acetonitrile with vigorous stirring and reprecipitated. The precipitate was separated by decantation and purified by drying under reduced pressure (ethylsilsesquioxane BP). This material was a colorless solid and the yield was 13.8 g. 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the 29 Si-NMR measurement results, it was found that the ratio of the T2 component containing silanol groups (SiOH) was 11 moL%. T1 / T3 = 11/89 is also shown in Table 1.

(実施例3)
・エチルシルセスキオキサンCの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた、1L容スリ付三つ口フラスコを窒素置換・窒素気流下とした。これに1規定水酸化ナトリウム水溶液86.4g、テトラヒドロフラン300mLを入れ、機械攪拌で攪拌(600rpm)しつつ、室温でエチルトリメトキシシラン72g(0.48moL)を加えた。次いで、反応系をサーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、24時間反応させた。反応後、1規定希塩酸86.4gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。留去中に、一部がゲル化した。ゲルを濾過により除き、溶液にジエチルエーテル300mLを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を75mLの飽和食塩水で二回洗浄し、次いで、無水硫酸マグネシウム30gを加えて15時間室温で静置し、脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去し、実施例3のシルセスキオキサン化合物であるエチルシルセスキオキサンCを無色不透明高粘度液状化合物として得た。
(Example 3)
Synthesis of ethyl silsesquioxane C A 1 L three-necked flask equipped with a reflux tube with a ball, a stirring rod, and a thermometer was purged with nitrogen and under a nitrogen stream. To this, 86.4 g of 1N aqueous sodium hydroxide solution and 300 mL of tetrahydrofuran were added, and 72 g (0.48 mol) of ethyltrimethoxysilane was added at room temperature while stirring with mechanical stirring (600 rpm). Next, the reaction system was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 24 hours. After the reaction, 86.4 g of 1N dilute hydrochloric acid was added for neutralization, and then the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. Part of the solution gelled during the distillation. The gel was removed by filtration, and 300 mL of diethyl ether was added to the solution for extraction and the aqueous phase was discarded. The organic phase was washed twice with 75 mL of saturated brine, and then 30 g of anhydrous magnesium sulfate was added for 15 hours at room temperature. And dehydrated. Insoluble matter such as salt was removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off by drying under reduced pressure to obtain ethyl silsesquioxane C, which is a silsesquioxane compound of Example 3, as a colorless opaque high-viscosity liquid compound.

エチルシルセスキオキサンCの収量は16.6g(0.210moL、43.8%)であり、分子量は下記表1の通りであった。また、表1に示す分子量から求めた高分子量部と低分子量部との間の面積比も併記した。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、23moL%であることがわかった。T2/T3=23/77についても表1に併記した。 The yield of ethyl silsesquioxane C was 16.6 g (0.210 moL, 43.8%), and the molecular weight was as shown in Table 1 below. The area ratio between the high molecular weight part and the low molecular weight part determined from the molecular weight shown in Table 1 is also shown. 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the 29 Si-NMR measurement results, it was found that the ratio of the T2 component containing silanol groups (SiOH) was 23 mol%. T2 / T3 = 23/77 is also shown in Table 1.

(実施例4)
・エチルシルセスキオキサンDの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた、1L容スリ付三つ口フラスコを窒素置換・窒素気流下とした。これに1規定水酸化ナトリウム水溶液13.0g、テトラヒドロフラン600mLを入れ、機械攪拌で攪拌(600rpm)しつつ、室温でエチルトリメトキシシラン36g(0.24moL)を加えた。次いで、反応系をサーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、24時間反応させた。反応後、1規定希塩酸13.0gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。これにジエチルエーテル80mLを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を30mLの飽和食塩水で二回洗浄し、次いで、無水硫酸マグネシウム20gを加えて15時間室温で静置し、脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去し、実施例4のシルセスキオキサン化合物であるエチルシルセスキオキサンDを無色不透明高粘度液状化合物として得た。
Example 4
Synthesis of ethyl silsesquioxane D A 1 L three-necked flask equipped with a reflux tube with a ball, a stir bar, and a thermometer was purged with nitrogen under a nitrogen stream. To this was added 13.0 g of 1N aqueous sodium hydroxide solution and 600 mL of tetrahydrofuran, and 36 g (0.24 mol) of ethyltrimethoxysilane was added at room temperature while stirring by mechanical stirring (600 rpm). Next, the reaction system was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 24 hours. After the reaction, 13.0 g of 1N dilute hydrochloric acid was added for neutralization, and then the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. 80 mL of diethyl ether was added thereto for extraction, and the aqueous phase was discarded. The organic phase was washed twice with 30 mL of saturated saline, then 20 g of anhydrous magnesium sulfate was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 hours for dehydration. did. Insoluble matter such as salt was removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off by drying under reduced pressure to obtain ethyl silsesquioxane D, which is a silsesquioxane compound of Example 4, as a colorless and opaque high-viscosity liquid compound.

エチルシルセスキオキサンDの収量は15.2g(0.192moL、80.2%)であり、分子量は下記表1の通りであった。また、表1に示す分子量から求めた高分子量部と低分子量部との間の面積比も併記した。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、12moL%であることがわかった。T2/T3=12/88についても表1に併記した。 The yield of ethyl silsesquioxane D was 15.2 g (0.192 moL, 80.2%), and the molecular weight was as shown in Table 1 below. The area ratio between the high molecular weight part and the low molecular weight part determined from the molecular weight shown in Table 1 is also shown. 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the measurement results of 29 Si-NMR, it was found that the ratio of the T2 component containing a silanol group (SiOH) was 12 mol%. T2 / T3 = 12/88 is also shown in Table 1.

(実施例5)
・エチルシルセスキオキサンEの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた、1L容スリ付三つ口フラスコを窒素置換・窒素気流下とした。これに1規定水酸化ナトリウム水溶液19.4g、テトラヒドロフラン600mLを入れ、機械攪拌で攪拌(600rpm)しつつ、室温でエチルトリメトキシシラン36g(0.24moL)を加えた。次いで、反応系をサーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、24時間反応させた。反応後、1規定希塩酸19.4gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。これにジエチルエーテル80mLを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を30mLの飽和食塩水で二回洗浄し、次いで、無水硫酸マグネシウム20gを加えて15時間室温で静置し、脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去し、実施例5のシルセスキオキサン化合物であるエチルシルセスキオキサンEを無色不透明高粘度液状化合物として得た。
(Example 5)
-Synthesis of ethyl silsesquioxane E A 1 L three-necked flask equipped with a reflux tube with a ball, a stirring rod, and a thermometer was purged with nitrogen and under a nitrogen stream. 19.4 g of 1N aqueous sodium hydroxide solution and 600 mL of tetrahydrofuran were added thereto, and 36 g (0.24 mol) of ethyltrimethoxysilane was added at room temperature while stirring (600 rpm) with mechanical stirring. Next, the reaction system was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 24 hours. After the reaction, 19.4 g of 1N dilute hydrochloric acid was added for neutralization, and then the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. 80 mL of diethyl ether was added thereto for extraction, and the aqueous phase was discarded. The organic phase was washed twice with 30 mL of saturated saline, then 20 g of anhydrous magnesium sulfate was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 hours for dehydration. did. Insoluble matter such as salt was removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off by drying under reduced pressure to obtain ethyl silsesquioxane E, which is a silsesquioxane compound of Example 5, as a colorless opaque high-viscosity liquid compound.

エチルシルセスキオキサンEの収量は14.8g(0.187moL、78.1%)であり、分子量は下記表1の通りであった。また、表1に示す分子量から求めた高分子量部と低分子量部との間の面積比も併記した。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、10moL%であることがわかった。T2/T3=10/90についても表1に併記した。 The yield of ethyl silsesquioxane E was 14.8 g (0.187 mol, 78.1%), and the molecular weight was as shown in Table 1 below. The area ratio between the high molecular weight part and the low molecular weight part determined from the molecular weight shown in Table 1 is also shown. 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the 29 Si-NMR measurement results, it was found that the ratio of the T2 component containing silanol groups (SiOH) was 10 mol%. T2 / T3 = 10/90 is also shown in Table 1.

(実施例6)
・エチルシルセスキオキサンFの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた、1L容スリ付三つ口フラスコを窒素置換・窒素気流下とした。これに1規定水酸化ナトリウム水溶液43.2g、テトラヒドロフラン600mLを入れ、機械攪拌で攪拌(600rpm)しつつ、室温でエチルトリメトキシシラン36g(0.24moL)を加えた。次いで、反応系をサーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、24時間反応させた。反応後、1規定希塩酸43.2gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。これにジエチルエーテル80mLを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を30mLの飽和食塩水で二回洗浄し、次いで、無水硫酸マグネシウム20gを加えて15時間室温で静置し、脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去し、実施例6のシルセスキオキサン化合物であるエチルシルセスキオキサンFを無色不透明高粘度液状化合物として得た。
(Example 6)
Synthesis of ethyl silsesquioxane F A 1 L three-necked flask equipped with a reflux tube with a ball, a stir bar, and a thermometer was purged with nitrogen and under a nitrogen stream. To this, 43.2 g of 1N aqueous sodium hydroxide solution and 600 mL of tetrahydrofuran were added, and 36 g (0.24 mol) of ethyltrimethoxysilane was added at room temperature while stirring with mechanical stirring (600 rpm). Next, the reaction system was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 24 hours. After the reaction, 43.2 g of 1N dilute hydrochloric acid was added for neutralization, and then the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. 80 mL of diethyl ether was added thereto for extraction, and the aqueous phase was discarded. The organic phase was washed twice with 30 mL of saturated saline, then 20 g of anhydrous magnesium sulfate was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 hours for dehydration. did. Insoluble matter such as salt was removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off by drying under reduced pressure to obtain ethyl silsesquioxane F, which is a silsesquioxane compound of Example 6, as a colorless and opaque high-viscosity liquid compound.

エチルシルセスキオキサンFの収量は16.2g(0.205moL、85.4%)であり、分子量は下記表1の通りであった。また、表1に示す分子量から求めた高分子量部と低分子量部との間の面積比も併記した。また、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−66ppm(T3成分)、−56ppm(T2成分)とした。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、27moL%であることがわかった。T2/T3=27/73についても表1に併記した。 The yield of ethyl silsesquioxane F was 16.2 g (0.205 moL, 85.4%), and the molecular weight was as shown in Table 1 below. The area ratio between the high molecular weight part and the low molecular weight part determined from the molecular weight shown in Table 1 is also shown. 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was set to −66 ppm (T3 component) and −56 ppm (T2 component). From the 29 Si-NMR measurement results, it was found that the ratio of the T2 component containing silanol groups (SiOH) was 27 mol%. T2 / T3 = 27/73 is also shown in Table 1.

Figure 2007291272
Figure 2007291272

上記実施例1〜実施例6の化合物をそれぞれ乾燥した後、以下のような手順にしたがって成形を行った。
まず、厚さ25μmのポリイミドフィルムに対して、予め直径26mm、深さ1mmの窪みを付けたアルミニウム製の型を用いて温度220℃で5分間ホットプレスすることにより、内径25mm、深さ約1mmの溶融成形用の鋳型を作成した。実際の成形は、前記鋳型を用いてホットプレスのヒータを利用して行った。鋳型に適量のエチル置換Tnの沈殿物を乗せ、予め200℃に加熱しておいたホットプレス上に設置し、鋳型の周りをアルミホイルで作った断熱用の壁(高さ10mm程度)で囲み、ホットプレス機の上部ヒータが軽くアルミニウム製壁に接触する位置まで降下させてそのまま放置した。この放置期間が成形時間となる。具体的な成形条件は、温度200℃、成形時間20時間とした。成形過程ではシラノール基の縮合反応に伴う発泡があるため、適宜、ヒータを上げスパチュラなどで泡を潰した。所定の成形時間後、ホットプレス上から回収したサンプルを鋳型ごと放冷し、室温まで降下させた後、鋳型から外して成形を終了した。このようにして実施例1〜実施例6の無色透明の成形体を作製した。
Each of the compounds of Examples 1 to 6 was dried and then molded according to the following procedure.
First, a 25 μm thick polyimide film was hot-pressed at a temperature of 220 ° C. for 5 minutes using an aluminum mold previously provided with a recess having a diameter of 26 mm and a depth of 1 mm, whereby an inner diameter of 25 mm and a depth of about 1 mm. A mold for melt molding was prepared. Actual molding was performed using the mold and a hot press heater. Place a suitable amount of ethyl-substituted Tn precipitate on the mold, place it on a hot press heated to 200 ° C in advance, and surround the mold with an insulating wall made of aluminum foil (about 10 mm high). The upper heater of the hot press machine was lowered to a position where it touches the aluminum wall lightly and left as it was. This standing period is the molding time. Specific molding conditions were a temperature of 200 ° C. and a molding time of 20 hours. In the molding process, since there was foaming due to the condensation reaction of silanol groups, the heater was appropriately raised and the foam was crushed with a spatula or the like. After a predetermined molding time, the sample collected from the hot press was allowed to cool together with the mold, lowered to room temperature, and then removed from the mold to complete the molding. Thus, the colorless and transparent molded object of Example 1- Example 6 was produced.

(実施例7)
・フェニルエチルシルセスキオキサンの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた、1L容スリ付三つ口フラスコを窒素置換・窒素気流下とした。これに1規定水酸化ナトリウム水溶液51.8g、テトラヒドロフラン600mLを入れ、機械攪拌で攪拌(600rpm)しつつ、室温でエチルトリメトキシシラン72.0g(480mmoL)およびフェニルトリメトキシシラン95.0g(480mmoL)を加えた。次いで、反応系をサーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、24時間反応させた。反応後、1規定希塩酸51.8gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。次いで、ジエチルエーテル300mLを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を50mLの飽和食塩水で二回洗浄し、次いで無水硫酸マグネシウム20gを加えて6時間以上室温で静置し、脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去し、100gの実施例7のシルセスキオキサン化合物を得た。
(Example 7)
-Synthesis of phenylethylsilsesquioxane A 1 L three-necked flask equipped with a reflux tube with a ball, a stir bar, and a thermometer was purged with nitrogen under a nitrogen stream. To this, 51.8 g of 1N sodium hydroxide aqueous solution and 600 mL of tetrahydrofuran were added, and while stirring by mechanical stirring (600 rpm), 72.0 g (480 mmol) of ethyltrimethoxysilane and 95.0 g (480 mmol) of phenyltrimethoxysilane at room temperature. Was added. Next, the reaction system was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 24 hours. After the reaction, 51.8 g of 1N dilute hydrochloric acid was added for neutralization, and then the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. Next, 300 mL of diethyl ether was added for extraction, and the aqueous phase was discarded. The organic phase was washed twice with 50 mL of saturated brine, then 20 g of anhydrous magnesium sulfate was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 6 hours or more. did. Insoluble matter such as salt was removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off by drying under reduced pressure to obtain 100 g of the silsesquioxane compound of Example 7.

この化合物の1H−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は0.0〜1.1(bm、4.9H)、6.6〜8.0(bm、5.1)であり、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は−80、−69、−65、−56であった。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、10mol%であることが分った。 1 H-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) of this compound is 0.0 to 1.1 (bm, 4.9H), 6.6 to 8.0 (bm, 5.1), 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) was −80, −69, −65, and −56. From the measurement results of 29 Si-NMR, it was found that the ratio of the T2 component containing a silanol group (SiOH) was 10 mol%.

このように合成した化合物を2.0gとり、これを60℃で加熱しつつ深さ約1mmの型に流し込み、アスピレーターを用いて脱泡した後に、250℃のオーブンで15時間加熱して硬化させて実施例7の無色透明の成形体を作製した。   Take 2.0 g of the compound synthesized in this way, pour it into a mold with a depth of about 1 mm while heating at 60 ° C., defoam using an aspirator, and then cure by heating in an oven at 250 ° C. for 15 hours. Thus, a colorless and transparent molded article of Example 7 was produced.

(比較例1)
・グリシジル置換Tnの合成
玉付還流管、攪拌棒、温度計を備えた1L容スリ付三つ口フラスコに、1規定水酸化ナトリウム水溶液45g、テトラヒドロフラン500mlを入れ、機械攪拌で攪拌(500rpm)しつつ、室温で3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン113.3g(480mmoL)を加えた。次いで、これらの混合物を攪拌しつつ、サーモスタット付オイルバスを用いて60℃に加熱し、3時間反応させた。反応後、1規定希塩酸45gを加えて中和した後に、ロータリーエバポレーターにより低沸点部を留去した。次いで、酢酸エチル150mlを加えて抽出して水相を廃棄した後、有機相を100mlの飽和食塩水で二回洗浄し、その後無水硫酸マグネシウム20gを加えて6時間以上室温で静置して脱水した。塩などの不溶物を濾過により除き、減圧乾燥により低沸点部を留去して精製して比較例1のシルセスキオキサン化合物を得た。この化合物は無色で粘性の残る固体であり、収量は66.4gで収率は83%であった。
(Comparative Example 1)
・ Synthesis of glycidyl-substituted Tn Into a 1 L three-necked flask equipped with a reflux tube with a ball, a stir bar, and a thermometer, 45 g of 1N aqueous sodium hydroxide solution and 500 ml of tetrahydrofuran were added and stirred with mechanical stirring (500 rpm). Then, 113.3 g (480 mmol) of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added at room temperature. Next, while stirring these mixtures, the mixture was heated to 60 ° C. using an oil bath with a thermostat and reacted for 3 hours. After the reaction, the reaction mixture was neutralized by adding 45 g of 1N dilute hydrochloric acid, and the low boiling point portion was distilled off by a rotary evaporator. Next, 150 ml of ethyl acetate was added for extraction, the aqueous phase was discarded, and the organic phase was washed twice with 100 ml of saturated brine, and then 20 g of anhydrous magnesium sulfate was added and allowed to stand at room temperature for 6 hours or more for dehydration. did. Insoluble matters such as salt were removed by filtration, and the low boiling point portion was distilled off by purification under reduced pressure, followed by purification to obtain a silsesquioxane compound of Comparative Example 1. This compound was a colorless and viscous solid, and the yield was 66.4 g and the yield was 83%.

この化合物のH−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は0.6〜0.9(m、2H)、1.6〜1.9(m、2H)、2.5〜2.7(m、1H)、2.7〜2.9(m、1H)、3.1〜3.2(m、1H)、3.3〜3.4(m、1H)、3.4〜3.6(m、2H)、3.7〜4.1(m、1H)であり、29Si−NMR(重クロロホルム、テトラメチルシラン内部基準)は、−68(T3成分)、−58(T2成分)であった。なお、29Si−NMRの測定結果から、シラノール基(SiOH)を含むT2成分の比率は、17mol%であることがわかった。 1 H-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) of this compound is 0.6 to 0.9 (m, 2H), 1.6 to 1.9 (m, 2H), 2.5 to 2. 7 (m, 1H), 2.7 to 2.9 (m, 1H), 3.1 to 3.2 (m, 1H), 3.3 to 3.4 (m, 1H), 3.4 to 3.6 (m, 2H), 3.7 to 4.1 (m, 1H), 29 Si-NMR (deuterated chloroform, tetramethylsilane internal standard) is -68 (T3 component), -58 ( T2 component). From the 29 Si-NMR measurement results, it was found that the ratio of the T2 component containing silanol groups (SiOH) was 17 mol%.

上記1H−NMRの2.5〜2.7ppm、2.7〜2.9ppm、3.1〜3.2ppmの3つのピークにより、エポキシ基が結合されていることが分かる。したがって、この化合物には、シラノール基以外の反応性基が結合されていることになる。 It can be seen that the epoxy group is bound by the three peaks of 2.5 to 2.7 ppm, 2.7 to 2.9 ppm, and 3.1 to 3.2 ppm of the 1 H-NMR. Therefore, a reactive group other than a silanol group is bonded to this compound.

このように合成した化合物を2.0gとり、このものにMH−700を2.0gを混合し、型に流し込んで、120℃のオーブンで6時間加熱して硬化させて比較例1の成形体を作製した。   2.0 g of the compound thus synthesized was mixed with 2.0 g of MH-700, poured into a mold, heated in an oven at 120 ° C. for 6 hours to be cured, and the molded article of Comparative Example 1 Was made.

このようにして得られた実施例1〜実施例7及び比較例1の成形体に対して上記装置を用いて耐光性試験を行った。24時間後に取り出したところ、実施例1〜実施例7の成形体については、試験前後で試料外観に変化は無く、優れた耐光性を発揮したことが分った。一方、比較例1の成形体については、光照射部が激しく損傷を受け、完全に崩壊していることが分った。また、実施例1〜実施例7の成形体については、目視観察でクラックが発生していないことが確認された。さらに、触指により成形体表面にべたつきがないことが確認された。これにより、厚膜成形が可能であることがわかった。   A light resistance test was performed on the molded bodies of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 thus obtained using the above-described apparatus. When taken out after 24 hours, it was found that the molded bodies of Examples 1 to 7 exhibited excellent light resistance without any change in the sample appearance before and after the test. On the other hand, regarding the molded body of Comparative Example 1, it was found that the light irradiation part was severely damaged and completely disintegrated. Moreover, about the molded object of Example 1- Example 7, it was confirmed that the crack has not generate | occur | produced by visual observation. Furthermore, it was confirmed that the surface of the molded body was not sticky by the finger. Thereby, it turned out that thick film shaping | molding is possible.

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態における数値や材料についてこれに限定されず、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. The numerical values and materials in the above embodiment are not limited to this, and can be changed as appropriate. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

(a)〜(c)は、シルセスキオキサン構造を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows a silsesquioxane structure. 本発明の封止材用組成物の硬化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating hardening of the composition for sealing materials of this invention. 耐光性を評価するための装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus for evaluating light resistance.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス基板
2 評価サンプル
3 UVフィルタ
4 ランプ
1 Glass substrate 2 Evaluation sample 3 UV filter 4 Lamp

Claims (3)

シルセスキオキサン構造を有し、反応性基がシラノール基のみであるシルセスキオキサン化合物を含有する封止材用組成物であって、前記シルセスキオキサン構造が、エチルシルセスキオキサン構造を含むことを特徴とする封止材用組成物。   A composition for a sealing material having a silsesquioxane structure and having a silsesquioxane compound in which a reactive group is only a silanol group, wherein the silsesquioxane structure is an ethyl silsesquioxane structure The composition for sealing materials characterized by including. 前記シルセスキオキサン化合物が、エチルシルセスキオキサン構造を約10モル%以上含むことを特徴とする請求項1記載の封止材用組成物。   The composition for sealing material according to claim 1, wherein the silsesquioxane compound contains an ethyl silsesquioxane structure in an amount of about 10 mol% or more. 基体上に搭載された光学素子と、前記光学素子上に被覆され、請求項1又は請求項2記載の封止材用組成物を硬化させてなる封止材と、を具備することを特徴とする光学デバイス。   An optical element mounted on a substrate; and a sealing material coated on the optical element and formed by curing the composition for sealing material according to claim 1 or 2. Optical device to do.
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