表面修飾金屬氧化物粒子材料及光半導(dǎo)體元件密封組合物以及光半導(dǎo)體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為表面修飾金屬氧化物粒子材料、光半導(dǎo)體元件密封組合物及使用其的光半導(dǎo)體裝置，該表面修飾金屬氧化物粒子材料為含有利用表面修飾材料對金屬氧化物粒子進(jìn)行表面修飾后的表面修飾金屬氧化物粒子的表面修飾金屬氧化物粒子材料，其中，表面修飾材料含有預(yù)定的聚硅氧烷化合物，金屬氧化物粒子的平均一次粒徑為3～10nm，25℃下的粘度為1000Pa·s以下，厚度為1mm時在波長400～800nm下光的透射率為60％以上。
【專利說明】表面修飾金屬氧化物粒子材料及光半導(dǎo)體元件密封組合物以及光半導(dǎo)體裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及表面修飾金屬氧化物粒子材料及光半導(dǎo)體元件密封組合物以及光半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]聚硅氧烷組合物由于透明性、耐熱性、耐光性等特性優(yōu)良并且硬度、橡膠彈性優(yōu)良而用于光半導(dǎo)體元件密封材料、光波導(dǎo)材料等。其中，甲基聚硅氧烷組合物的耐熱性、耐光性這樣的耐久性優(yōu)良。但是，聚硅氧烷組合物存在折射率低、膨脹系數(shù)大、透氣性大、與基材的密合性低等問題。
[0003]因此，通過將氧化鋯、氧化鈦、氧化硅這樣的金屬氧化物粒子分散到聚硅氧烷組合物中并進(jìn)行復(fù)合化，從而彌補(bǔ)這些缺點并實現(xiàn)功能的提高。
[0004]例如提出了對金屬氧化物的微粒和特定的多官能聚硅氧烷進(jìn)行復(fù)合化而得到的發(fā)光元件涂布用組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)I)、含有利用有機(jī)硅氧烷化合物進(jìn)行表面處理后的氧化錯納米粒子和含末端燒氧甲娃烷基的聚硅氧烷樹脂并使有機(jī)硅氧烷化合物與聚硅氧烷樹脂的鏈長比為特定范圍的聚硅氧烷樹脂組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)2)、使利用乙烯基末端聚硅氧烷修飾材料進(jìn)行表面修飾后的金屬氧化物粒子與有機(jī)氫硅氧烷反應(yīng)而得到的聚硅氧烷樹脂組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)3)、含有對硅氧烷進(jìn)行接枝化而得到的二氧化硅粒子的高透明聚硅氧烷組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)4)等。
[0005]另外，提出了將三種有機(jī)系的修飾劑組合并使粘度為IOOPa ? s以下的方法(專利文獻(xiàn)5)、用烷基硅氮烷類化合物對無機(jī)氧化物微粉末進(jìn)行疏水化處理的方法(專利文獻(xiàn)6)等。[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-091380號公報
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-144272號公報
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-26444號公報
[0011]專利文獻(xiàn)4:日本特開2009-120437號公報
[0012]專利文獻(xiàn)5:日本特開2009-24117號公報
[0013]專利文獻(xiàn)6:日本特開2003-192831號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的問題
[0015]但是，在使用多官能聚硅氧烷的情況下(專利文獻(xiàn)I)，金屬氧化物的微粒與多官能聚硅氧烷的配合量受到制約。特別是，在金屬氧化物的微粒的量多時，存在固化物產(chǎn)生孔隙、裂紋的問題。另外，在使用多官能聚硅氧烷的情況下，未反應(yīng)的官能團(tuán)容易殘留，因此交聯(lián)后的復(fù)合體特性經(jīng)時變化，進(jìn)而存在耐久性差這樣的問題。
[0016]如專利文獻(xiàn)2那樣基于鏈長比得到復(fù)合組合物時，基質(zhì)聚硅氧烷材料(含有末端燒氧甲娃烷基的聚硅氧烷樹脂)的鏈長被特定，且在基質(zhì)聚硅氧烷中必須含有烷氧基，存在不能通用的問題。
[0017]對于使利用乙烯基末端聚硅氧烷修飾材料進(jìn)行表面修飾后的金屬氧化物粒子與有機(jī)氫硅氧烷反應(yīng)而得到的聚硅氧烷樹脂組合物(專利文獻(xiàn)3)而言，鏈長短的聚硅氧烷修飾材料的表面修飾量相對于氧化鋯100重量份為262~522重量份，為大量，進(jìn)而與有機(jī)氫硅氧烷復(fù)合化時，存在折射率的提高效果低的問題。專利文獻(xiàn)3記載的方法中，必須使表面修飾量非常多才能形成油狀，但如果表面修飾量多，則存在無法發(fā)揮金屬氧化物粒子的特性這樣的問題。
[0018]另外，專利文獻(xiàn)I~3中的任意一種情況，均使表面修飾后的粒子分散到大量有機(jī)溶劑中后，混合、分散到其他基質(zhì)聚硅氧烷組合物中。這些文獻(xiàn)中沒有考慮粘度，但在材料中含有大量溶劑時，在對光半導(dǎo)體元件進(jìn)行密封等的工序中，必須使大量溶劑蒸發(fā)?？紤]到這些工序的作業(yè)性，優(yōu)選盡量減少材料中的含有溶劑，更優(yōu)選不含有。也就是說，為了與其他基質(zhì)聚硅氧烷組合物混合，期望表面修飾粒子的粘度低。
[0019]然而，要確保 復(fù)合體的透明性時，可應(yīng)用的粒子的粒徑變得非常小。為了進(jìn)一步提高折射率等特性，需要增加粒子添加量，如果大量添加單納米尺寸的粒子，則粒子間的距離變得非常近，另外，該粒徑范圍的粒子會產(chǎn)生表面活性高、由于粒子間的相互作用而導(dǎo)致粘度變高這樣的問題。
[0020]另外，如專利文獻(xiàn)4那樣在二氧化硅粒子接枝有聚硅氧烷的情況下，折射率提高效果絕對不會增大。另外，二氧化硅的折射率為約1.45，與甲基聚硅氧烷的折射率1.41接近，因此，即使粒徑大也不會損害透明性，但對于折射率1.8以上的金屬氧化物粒子而言，粒徑大于IOnm時,會顯著損害透明性。
[0021]另外，專利文獻(xiàn)4記載的方法中，粒徑變小時，僅通過接枝聚硅氧烷不能降低修飾粒子的粘度。
[0022]專利文獻(xiàn)5記載的方法中，由于修飾劑是有機(jī)類，因此存在耐熱性低的問題。另外，專利文獻(xiàn)6記載的方法中，疏水化處理粒子材料為粉末狀，存在沒有流動性這樣的問題。
[0023]綜上所述，本發(fā)明的目的在于提供粘性低、在作為光學(xué)元件用密封材料等時能夠發(fā)揮進(jìn)行復(fù)合化的金屬氧化物粒子所具有的優(yōu)良特性并且能夠發(fā)揮高透明性的表面修飾金屬氧化物粒子材料、含有該表面修飾金屬氧化物粒子材料的光半導(dǎo)體元件密封組合物。另外，其目的在于提供具備具有高透明性的密封材料的光半導(dǎo)體裝置。
[0024]用于解決問題的方法
[0025]為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使金屬氧化物粒子的平均一次粒徑為預(yù)定范圍且使作為用于對其實施表面修飾處理的表面修飾材料的聚硅氧烷化合物的結(jié)構(gòu)為特定的結(jié)構(gòu)，能夠解決該問題，從而完成了本發(fā)明。
[0026]SP，本發(fā)明如下所述。
[0027][I] 一種表面修飾金屬氧化物粒子材料，含有利用表面修飾材料對金屬氧化物粒子進(jìn)行表面修飾后的表面修飾金屬氧化物粒子，其中，[0028]上述表面修飾材料含有由下式(I)表不的聚硅氧烷化合物，
[0029]上述金屬氧化物粒子的平均一次粒徑為3~10nm，25°C下的粘度為1000Pa.s以下，厚度為1mm時在波長400~800nm下光的透射率為60%以上，
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種表面修飾金屬氧化物粒子材料，含有利用表面修飾材料對金屬氧化物粒子進(jìn)行表面修飾后的表面修飾金屬氧化物粒子，其中， 所述表面修飾材料含有由下式(I)表不的聚硅氧烷化合物， 所述金屬氧化物粒子的平均一次粒徑為3~10nm，25°C下的粘度為1000Pa-s以下，厚度為1mm時在波長400~800nm下光的透射率為60%以上，
2.如權(quán)利要求1所述的表面修飾金屬氧化物粒子材料，其中， 所述金屬氧化物粒子的折射率為1.7以上， 所述表面修飾材料相對于所述金屬氧化物粒子的體積比率(表面修飾材料/金屬氧化物粒子)為1.5~9， 該材料的折射率為1.48以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的表面修飾金屬氧化物粒子材料，其中，進(jìn)一步利用對羥基進(jìn)行疏水化的甲硅烷基化材料進(jìn)行第二表面修飾，使25°C下的粘度為IOOPa.s以下。
4.如權(quán)利要求3所述的表面修飾金屬氧化物粒子材料，其中，含有所述聚硅氧烷化合物的第一表面修飾材料與甲硅烷基化材料的合計配合量相對于金屬氧化物粒子100質(zhì)量份為50~150質(zhì)量份。
5.如權(quán)利要求1~4中任一項所述的表面修飾金屬氧化物粒子材料，其中，由式(I)表示的聚硅氧烷化合物由下式(2)表示，

6.如權(quán)利要求1~5中任一項所述的表面修飾金屬氧化物粒子材料，其中，還含有熒光體。
7.一種光半導(dǎo)體元件密封組合物，其含有權(quán)利要求1~6中任一項所述的表面修飾金屬氧化物粒子材料。
8.一種光半導(dǎo)體裝置，利用至少一層密封材料層對光半導(dǎo)體元件進(jìn)行密封而得到，其中，與所述光半導(dǎo)體元件接觸的第一密封材料層含有權(quán)利要求7所述的光半導(dǎo)體元件密封組合物。
9.如權(quán)利要求8所述的光半導(dǎo)體裝置，其中，在所述第一密封材料層上形成有組成與權(quán)利要求7所述的光半導(dǎo)體元件密封組合物不同的第二密封材料層。
10.如權(quán)利要求8或9所述的光半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一密封材料層中還含有熒光體。
【文檔編號】C01G25/02GK103987657SQ201380003812
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月9日
【發(fā)明者】栗野恭行, 大塚剛史, 佐藤洋一, 山口健兒, 原田健司 申請人:住友大阪水泥股份有限公司