CN102569614A - 封装材料以及包含封装材料的电子器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封装材料以及包含封装材料的电子器件,所述封装材料包含透明树脂、磷光体、以及密度控制剂,所述透明树脂包含第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷,所述第一聚硅氧烷在其末端包含与硅键合的氢(Si-H),所述第二硅氧烷在其末端包含与硅键合的烯基基团(Si-Vi),其中所述密度控制剂相对于所述磷光体的重量以1.5至10倍存在。根据本发明的封装材料具有大大改进的颜色均匀性和光效率。
Description
相关申请的引用
本申请要求在2010年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2010-0140559号的优先权和权益,通过参考将其全部内容并入本文中。
技术领域
本发明公开了一种封装材料及包含封装材料的电子器件。
背景技术
发光元件如发光二极管(LED)、有机发光器件(OLED)、光致发光(PL)器件等已经多样地应用于家用电动装置、照明装置、显示装置、各种自动装置等中。发光元件可以显示发光材料的固有颜色如发光区域中的蓝色、红色和绿色,或者通过将显示不同颜色的发光区域结合而显示白色。
这种发光元件可以通常包含具有包装或封装结构的封装剂(密封剂,encapsulant)。这种封装剂由包含透明树脂的封装材料形成,所述透明树脂能够从外部通过由发光区域发射的光。
同时,所述封装剂可以包含显示预定颜色的磷光体。在这种情况下,磷光体从由发光区域发射的光接收能量,并通过发射波长区域比由发光区域发射的光更长的光而显示预定颜色。
然而,在封装剂的加工期间,磷光体可能由于磷光体与透明树脂之间的密度差异而不能均匀地分布在透明树脂中。在这种情况下,颜色均匀性和发光特性可能劣化,因为磷光体可能根据磷光体的不均匀分布而在预定位置中显示为颜色污染(色渍,color stain)或者显示不同的颜色。
发明内容
本发明的一个实施方式提供了能够改进颜色均匀性和发光特性的封装材料。
本发明的另一个实施方式提供了包括由所述封装材料制备的封装剂的电子器件。
根据一个实施方式,提供了一种封装材料,所述封装材料包含透明树脂、磷光体、以及密度控制剂,所述透明树脂包含第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷,所述第一聚硅氧烷在其末端(terminal end)包含与硅键合的氢(Si-H),所述第二硅氧烷在其末端包含与硅键合的烯基基团(Si-Vi),其中所述密度控制剂以相对于所述磷光体重量为1.5至10倍的重量被包括。
所述密度控制剂可以具有比所述第一聚硅氧烷和所述第二聚硅氧烷更高的密度。
所述密度控制剂可以包括硅石(二氧化硅,silica)、金属氧化物或它们的组合。
所述金属氧化物可以包括氧化钛、氧化锌、氧化铝或它们的组合。
所述封装材料还可以包含分散助剂(dispersion aid)。
所述分散助剂可以包括硅烷基化合物(硅烷类化合物,silane-basedcompound)、(甲基)丙烯酸基化合物((甲基)丙烯酸类化合物,(meth)acryl-based compound)或它们的组合。
所述分散助剂可以包括三甲氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、环氧基环己基乙基三甲氧基硅烷、三甲氧基(7-辛烯-1-基)硅烷、氧杂双环([4.1.0]庚-3-基)乙基硅烷(oxabicyclo([4.1.0]hept-3-yl)ethylsilane)、甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基酯(3-(trimethoxysilyl)propyl(meth)acrylate)或它们的组合。
基于所述封装材料的总重量,所述分散助剂可以以约0.01wt%至约5wt%的量存在。
所述第一聚硅氧烷可以由下列化学式1表示。
[化学式1]
(R1R2R3SiO1/2)M1(R4R5SiO2/2)D1(R6SiO3/2)T1(SiO4/2)Q1
在化学式1中,
R1至R6各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R1至R6中的至少一个包含氢,
0<M1<1,0≤D1<1,0≤T1<1,0≤Q1<1,且
M1+D1+T1+Q1=1。
所述第二聚硅氧烷可以由下列化学式2表示。
[化学式2]
(R7R8R9SiO1/2)M2(R10R11SiO2/2)D2(R12SiO3/2)T2(SiO4/2)Q2
在化学式2中,
R7至R12各自独立地为取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30烯基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R7至R12中的至少一个包含取代或未取代的C2至C30烯基基团,
0<M2<1,0≤D2<1,0≤T2<1,0≤Q2<1,且
M2+D2+T2+Q2=1。
所述第一聚硅氧烷存在的量可以小于所述透明树脂总重量的约50wt%,而所述第二聚硅氧烷存在的量可以大于所述透明树脂总重量的约50wt%。
根据另一个实施方式,提供了包括通过将上述封装材料固化而制备的封装层的电子器件。
所述电子器件可以包括显示波长区域比所述磷光体更短的颜色的发光区域。
所述电子器件可以通过将由所述发光区和所述磷光体发射的颜色结合而显示白色。
所述电子器件可以包括发光二极管和有机发光器件。
所述电子器件还可以具有改进的颜色特性和发光特性并同时不影响所述封装材料的物理特性。
附图说明
图1是根据一个实施方式的发光二极管的示意性横截面图。
附图标记
110:模具 120:引线架
140:发光二极管芯片 150:接合线
180:树脂 190:磷光体
200:封装层
具体实施方式
在下文中将对本发明的示例性实施方式进行详细说明。然而,这些实施方式仅是示例性的且不限制本发明。本领域技术人员应当理解,可以在均不背离本发明的精神和范围的情况下,以各种不同的方式对所述实施方式进行修改。
如本文中所使用的,当没有另外提供其他定义时,术语“取代的”是指利用选自由下述组成的组中的至少一种取代基代替化合物中的氢而取代:卤素(F、Br、Cl或I)、羟基基团、烷氧基基团、硝基基团、氰基基团、氨基基团、叠氮基基团、脒基基团、肼基基团、亚肼基基团(肼叉,hydrazonogroup)、羰基基团、氨基甲酰基基团、硫醇基、酯基团、羧基基团或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、烷基基团、C2至C20烯基基团、C2至C20炔基基团、C6至C30芳基基团、C7至C30芳烷基基团、C1至C30烷氧基基团、C1至C20杂烷基基团、C3至C20杂芳烷基基团、C3至C30环烷基基团、C3至C15环烯基基团、C6至C15环炔基基团、C3至C30杂环烷基基团、以及它们的组合。
如本文中所使用的,当没有另外提供其他定义时,词头“杂”是指包含选自N、O、S和P的1至3个杂原子。
在下文中,对根据一个实施方式的封装材料进行描述。
根据一个实施方式的封装材料包含透明树脂、磷光体、以及密度控制剂,所述透明树脂包含第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷,所述第一聚硅氧烷在其末端具有与硅键合的氢(Si-H),所述第二硅氧烷在其末端具有与硅键合的烯基基团(Si-Vi)。
所述第一聚硅氧烷可以由下列化学式1表示。
[化学式1]
(R1R2R3SiO1/2)M1(R4R5SiO2/2)D1(R6SiO3/2)T1(SiO4/2)Q1
在化学式1中,
R1至R6各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R1至R6中的至少一个包含氢,
0<M1<1,0≤D1<1,0≤T1<1,0≤Q1<1,且
M1+D1+T1+Q1=1。
M1、D1、T1和Q1各自表示摩尔比。
所述第一聚硅氧烷平均每个分子在端部具有至少两个硅-氢键(Si-H)并具有与所述硅原子键合的芳基基团。
所述第一聚硅氧烷可以通过使由下列化学式1a表示的单体以及至少一种选自由下列化学式1b、下列化学式1c和下列化学式1d表示的单体发生共聚而获得。
在化学式1a至1d中,
R1至R6各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R1至R6中的至少一个包含氢,且
X1至X13各自独立地为C1至C6烷氧基基团、羟基基团、卤素、羧基基团或它们的组合。
可替换地,所述第一聚硅氧烷可以通过由化学式1a、化学式1b、化学式1c和化学式1d表示的至少一种单体和HRaRbSi-O-Si-RcRdH反应而获得。在这里,Ra、Rb、Rc、以及Rd可以各自独立为取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合。X1至X13可以各自独立地为C1至C6烷氧基基团、羟基基团、卤素、羧基基团、或它们的组合。
所述第一聚硅氧烷可以具有约100g/mol至约30000g/mol,具体地约100g/mol至约10000g/mol的重均分子量。
所述第一聚硅氧烷可以以小于透明树脂总重量的约50wt%,具体地为透明树脂总重量的约1wt%至约35wt%的量存在。
所述第二聚硅氧烷可以由下列化学式2表示。
[化学式2]
(R7R8R9SiO1/2)M2(R10R11SiO2/2)D2(R12SiO3/2)T2(SiO4/2)Q2
在化学式2中,
R7至R12各自独立地为取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30烯基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R7至R12中的至少一个包含取代或未取代的C2至C30烯基基团,
0<M2<1,0≤D2<1,0≤T2<1,0≤Q2<1,且
M2+D2+T2+Q2=1。
M2、D2、T2和Q2各自表示摩尔比。
所述第二聚硅氧烷平均每个分子可以包含两个以上与硅键合的烯基基团(Si-Vi)。
所述第二聚硅氧烷可以通过使由下列化学式2a表示的单体以及至少一种选自由下列化学式2b、下列化学式2c和下列化学式2d表示的单体发生共聚而获得。
在化学式2a至2d中,
R7至R12各自独立地为取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30烯基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R7至R12中的至少一个包含取代或未取代的C2至C30烯基基团,且
X14至X23各自独立地为C1至C6烷氧基基团、羟基基团、卤素、羧基基团或它们的组合。
可替换地,所述第二聚硅氧烷可以通过由化学式2a、化学式2b、化学式2c和化学式2d表示的至少一种单体和ViReRfSi-O-Si-RgRhVi反应而获得。在这里,Re、Rf、Rg、以及Rh可以各自独立为取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合。X1至X13可以各自独立地为C1至C6烷氧基基团、羟基基团、卤素、羧基基团、或它们的组合。
所述第二聚硅氧烷可以具有约100g/mol至约30000g/mol,具体地约100g/mol至约10000g/mol的重均分子量。
所述第二聚硅氧烷可以以大于透明树脂总重量的约50wt%,具体地为透明树脂总重量的约65wt%至约99wt%的量存在。
在第一聚硅氧烷在其末端包含与硅键合的氢(Si-H)和第二聚硅氧烷在其末端包含与硅键合的烯基基团(Si-Vi)的情况下,可以控制透明树脂的交联和固化的程度。
磷光体包含受光刺激且独自发射固有波长范围的光的材料。所述磷光体在其广泛含义内包含量子点如半导体单晶。
所述磷光体可以为例如蓝色磷光体、绿色磷光体或红色磷光体,或者所述磷光体可以为两种以上磷光体的混合物。
所述磷光体可以通过由发光二极管中的发光区域提供的光而显示预定波长区域的颜色。在本文中,发光区域可以显示波长区域比由磷光体显示的颜色更短的颜色。例如,当磷光体显示红色时,发光区域可以提供波长区域短于红色的光,如蓝色或绿色的光。
所述电子器件可以通过将由发光区域和磷光体发射的颜色结合而显示白色。例如,当发光区域提供蓝光且磷光体包含红色磷光体和绿色磷光体时,电子器件可以通过将蓝色、红色和绿色结合而表示白色。
所述密度控制剂可以控制包含第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷的透明树脂与磷光体之间的密度差异并帮助将磷光体均匀地分散到透明树脂中。
特别地,关于固化前的液体封装材料,包含第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷的透明树脂通常具有范围从约0.8至约1.5的密度,而磷光体具有范围从约2.5至4的密度。
因此,透明树脂和磷光体具有密度差异,由此,磷光体可能不能均匀地分散在透明树脂中。换言之,磷光体更多地向透明树脂的下部分布。当对液体封装树脂进行固化时,封装层在下部中包含更多的磷光体而在上部中包含较少的磷光体,结果,具有劣化的颜色均匀性和颜色再现性。另外,由于磷光体不均匀地分布在透明树脂中,所以发光特性如亮度可能劣化。
根据实施方式,所述密度控制剂具有比第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷更高的密度,且因此,增强了第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷的低密度并帮助具有相对高密度的磷光体均匀地分布在透明树脂中。
所述密度控制剂可以由例如硅石、金属氧化物或它们的组合制成。所述金属氧化物可以包括例如氧化钛、氧化锌、氧化铝或它们的组合。
所包括的密度控制剂的量可以因包含第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷的透明树脂与磷光体之间的密度差异而不同,且相对于磷光体重量例如为约1.5至约10倍。
当在所述范围内包含密度控制剂时,密度控制剂可以平衡透明树脂与磷光体之间的密度并帮助将磷光体均匀地分布在透明树脂中。因此,密度控制剂可以提高磷光体在透明树脂中的分布均匀性并改进颜色和发光特性。
所述封装材料还可以包含分散助剂。
所述分散助剂可以从亲水性到疏水性对密度控制剂的表面进行改性,因此可以改变密度控制剂的分散能力。
所述分散助剂可以包括硅烷基化合物、(甲基)丙烯酸基化合物或它们的组合,例如三甲氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、环氧基环己基乙基三甲氧基硅烷、三甲氧基(7-辛烯-1-基)硅烷、氧杂双环([4.1.0]庚-3-基)乙基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基酯或它们的组合。
基于封装材料的总重量,所述分散助剂可以以0.01wt%至5wt%的量被包括。当在所述范围内包含分散助剂时,所述分散助剂可以帮助将密度控制剂均匀地分散在聚硅氧烷树脂中。
所述封装材料还可以包含硅氢化催化剂(hydrosilation catalyst)。
所述硅氢化催化剂可以促进第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷之间的硅氢化反应。例如,所述硅氢化催化剂可以包括铂、铑、钯、钌、铱或它们的组合。
基于透明树脂组合物的总量,所述硅氢化催化剂可以以约0.1ppm至约1000ppm的量被包括。
除了上述成分之外,所述封装材料还可以包含助粘剂(增粘剂,粘合促进剂,adhesion promoter),且所述助粘剂可以包括例如环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(glycidoxypropyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等。
将所述封装材料固化并可以将所述封装材料用作电子器件的封装剂。所述电子器件可以包括例如发光二极管和有机发光器件。
在下文中,作为使用所述封装材料的电子器件的实例,参照图1对根据实施方式的发光二极管进行描述。
图1是根据一个实施方式的发光二极管的示意性横截面图。
参考图1,发光二极管包括模具110;布置在所述模具110内部中的引线架(引线框,lead frame)120;安装在所述引线架120上的发光二极管芯片(light emitting diode chip)140;连接所述引线架120和所述发光二极管芯片140的接合线(接合焊线,bonding wire)150;覆盖所述发光二极管芯片140的封装剂200。
所述封装剂200通过将上述封装材料固化而形成,且所述封装剂200包含含有第一聚硅氧烷和第二聚硅氧烷的透明树脂180以及磷光体190。
所述磷光体190可以通过由作为发光区域的所述发光二极管芯片140提供的光而发射预定波长区域的颜色的光。在这里,所述发光二极管芯片140可以显示比由所述磷光体190显示的颜色更短波长区域的颜色。例如,当所述磷光体190显示红色时,所述发光二极管芯片140可以提供蓝色或绿色的光,所述蓝色或绿色是比红色具有更短波长区域的颜色。
另外,可以通过将由所述发光二极管芯片140发射的颜色和由所述磷光体190发射的颜色结合而显示白色。例如,当所述发光二极管芯片140发射蓝色的光且所述磷光体190包含红色磷光体和绿色磷光体时,发光二极管可以为通过结合蓝色、红色和绿色而显示白色的白色发光二极管。
下列实施例更详细地说明了本发明。然而,它们是本发明的示例性实施方式且不是限制性的。
第一聚硅氧烷的合成
以5∶5的重量比混合水和甲苯以制备混合溶剂。将1kg混合溶剂加入到3颈烧瓶中,并在2小时内向其中以逐滴方式加入作为单体的159.39g二苯基二氯硅烷和402g四甲基二硅氧烷,同时将烧瓶保持在23℃下。当以逐滴方式添加完成时,在90℃下对混合物进行加热并回流以进行缩聚反应持续3小时。将所得反应物冷却至室温,并除去其中的水层,从而制得其中聚合物溶解在甲苯中的溶液。用水对所述聚合物溶液进行清洗以除去反应副产物氯。然后,在减压下对中和的聚合物溶液进行蒸馏以除去甲苯,从而制得液体聚硅氧烷。
通过凝胶渗透色谱法对聚硅氧烷的分子量进行测量,结果,换算为聚苯乙烯所述聚硅氧烷具有350g/mol的分子量,且使用H-NMR、Si-NMR和元素分析仪鉴定出所述聚硅氧烷具有化学式1-A的结构。在这里,Me表示甲基基团,Ph表示苯基基团,Si表示硅,以及H表示氢。
[化学式1-A]
(Me2HSiO2/2)0.66(Ph2SiO2/2)0.33
第二聚硅氧烷的合成
将1kg通过以5∶5的重量比混合水和甲苯而制备的混合溶剂放入到3颈烧瓶中,然后使其在23℃下静置。随后,在25℃下将作为单体的372g苯基甲基二甲氧基硅烷、372g二乙烯基四甲基二硅氧烷和18g H2O与其进行混合。在90℃下对混合物进行加热并回流以进行缩聚反应持续3小时。将所得反应物冷却至室温,并除去其中的水层,从而制得其中聚合物溶解在甲苯中的溶液。用水对所述聚合物溶液进行清洗以除去反应副产物氯。随后,在减压下对中和的聚合物溶液进行蒸馏以除去甲苯并获得液体聚硅氧烷。
通过凝胶渗透色谱法对获得的聚硅氧烷的分子量进行测量,换算为聚苯乙烯,所述聚硅氧烷具有6000g/mol的分子量,且使用H-NMR、Si-NMR和元素分析仪鉴定出所述聚硅氧烷具有由化学式2-A表示的结构。在这里,Me表示甲基基团,Ph表示苯基基团,Vi表示乙烯基基团,以及Si表示硅。
封装材料的制备
实施例1
将30.5wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、69wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)、0.5wt%的作为密度控制剂的氧化铝(Al2O3)(约为磷光体的1.67倍)以及1重量份(基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量)的作为分散助剂的乙烯基三甲氧基硅烷混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
实施例2
将30.3wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、68.7wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)、1wt%的作为密度控制剂的氧化铝(Al2O3)(约为磷光体的3.33倍)以及0重量份(基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量)的作为分散助剂的乙烯基三甲氧基硅烷混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
实施例3
将30.3wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、68.7wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)、1重量份(基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量)的作为密度控制剂的氧化铝(Al2O3)(约为磷光体的3.33倍)以及1wt%的作为分散助剂的乙烯基三甲氧基硅烷混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
实施例4
将30wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、68wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)、2wt%的作为密度控制剂的氧化铝(Al2O3)(约为磷光体的6.67倍)以及0重量份(基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量)的作为分散助剂的乙烯基三甲氧基硅烷混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
实施例5
将28wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、70wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)、2wt%的作为密度控制剂的氧化铝(Al2O3)(约为磷光体的6.67倍)以及1重量份(基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量)的作为分散助剂的乙烯基三甲氧基硅烷混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
实施例6
将28wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、69wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)、3wt%的作为密度控制剂的氧化铝(Al2O3)(约为磷光体的10倍)以及0重量份(基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量)的作为分散助剂的乙烯基三甲氧基硅烷混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
实施例7
将28wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、69wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)、3wt%的作为密度控制剂的氧化铝(Al2O3)(约为磷光体的10倍)以及1重量份(基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量)的作为分散助剂的乙烯基三甲氧基硅烷混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
比较例1
将30wt%的由上述化学式1-A表示的第一聚硅氧烷、70wt%的由上述化学式2-A表示的第二聚硅氧烷、以及硅氢化催化剂Pt-CS 2.0(Unicore Ltd.)(反应溶液具有5ppm的Pt浓度)混合,并且基于100重量份的第一聚硅氧烷、第二聚硅氧烷、以及密度控制剂的总量,向其中添加0.3重量份的磷光体。然后,在真空中从所述混合物中除去泡沫,从而制得液体封装材料。
评价-1
使用阿贝折射率仪(阿贝折射仪,Abbe refractive index meter)在D线589nm波长下测量根据实施例1至7和比较例1的封装材料的折射率。
测量结果如表1中所示。
(表1)
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 比较例1 | |
折射率 | 1.53 | 1.53 | 1.53 | 1.54 | 1.54 | 1.55 | 1.55 | 1.53 |
如表1中所示,根据实施例1至7的封装材料具有与根据比较例1的封装材料相似的折射率。因此,密度控制剂和分散控制剂对根据实施例1至7的封装材料的折射率没有影响。
评价-2
使用注射器(syringe injector)将根据实施例1至7和比较例1的封装材料注射到包含发光二极管芯片的模具中。
随后,在150℃下进行热固化持续2小时以形成封装层。
对封装层的颜色均匀性和光效率进行测量。
颜色均匀性基于彩色坐标中的x值范围而测量。当假定由使用根据比较例1制备的封装材料的发光二极管发射的颜色的彩色坐标中的x值范围为1(参考)时,相对地表示由使用根据实施例1至7制备的封装材料的发光二极管发射的颜色的彩色坐标中的x值范围。随着颜色均匀性越来越小,显示了窄范围的x值,即相似的颜色。因此,颜色均匀性高。
使用分光辐射谱仪测量了光效率。当假定使用比较例1的封装材料的发光二极管的光效率为100%(参考)时,相对地表示分别使用根据实施例1至7的封装材料的发光二极管的光效率。
测量结果如表2中所示。
(表2)
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 比较例1 | |
颜色均匀性 | 0.90 | 0.90 | 0.80 | 0.90 | 0.71 | 0.95 | 0.73 | 1(参考) |
光效率(%) | 100.5 | 100.6 | 102.1 | 101.0 | 105.2 | 106.0 | 108.1 | 100(参考) |
表2示出了,与使用根据比较例1制备的封装材料的发光二极管相比,使用根据实施例1至7制备的封装材料的发光二极管具有更优异的颜色均匀性和更高的光效率。
另外,根据实施例7的包括高含量的密度控制剂以及分散助剂的封装材料具有约70%的窄彩色坐标区域(颜色坐标区域),由此,与根据比较例1的封装材料相比,其具有大大改进的颜色均匀性和提高了超过约8%的光效率。因此,根据本实施方式的封装材料具有大大改进的颜色均匀性和光效率。
尽管已经结合目前认为是实用的示例性实施方式对本发明进行了描述,但是应当理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,本发明旨在覆盖在所附权利要求书的精神和范围内包括的各种修改和等价设置。
Claims (15)
1.一种封装材料,包含:
(a)透明树脂,所述透明树脂包含:
(a1)第一聚硅氧烷,在所述第一聚硅氧烷的末端包含与硅键合的氢(Si-H),和
(a2)第二聚硅氧烷,在所述第二聚硅氧烷的末端包含与硅键合的烯基基团(Si-Vi);
(b)磷光体;以及
(c)密度控制剂,
其中,所述密度控制剂相对于所述磷光体的重量以1.5至10倍被包括。
2.根据权利要求1所述的封装材料,其中,所述密度控制剂具有比所述第一聚硅氧烷和所述第二聚硅氧烷更高的密度。
3.根据权利要求1所述的封装材料,其中,所述密度控制剂包括硅石、金属氧化物或它们的组合。
4.根据权利要求3所述的封装材料,其中,所述金属氧化物包括氧化钛、氧化锌、氧化铝或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的封装材料,还包含分散助剂。
6.根据权利要求5所述的封装材料,其中,所述分散助剂包括硅烷基化合物、(甲基)丙烯酸基化合物或它们的组合。
7.根据权利要求6所述的封装材料,其中,所述分散助剂包括三甲氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、环氧基环己基乙基三甲氧基硅烷、三甲氧基(7-辛烯-1-基)硅烷、氧杂双环([4.1.0]庚-3-基)乙基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基酯或它们的组合。
8.根据权利要求6所述的封装材料,其中,基于所述封装材料的总量,所述分散助剂以约0.01wt%至约5wt%的量被包括。
9.根据权利要求1所述的封装材料,其中,所述第一聚硅氧烷由下列化学式1表示:
[化学式1]
(R1R2R3SiO1/2)M1(R4R5SiO2/2)D1(R6SiO3/2)T1(SiO4/2)Q1
其中,在化学式1中,
R1至R6各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R1至R6中的至少一个包括氢,
0<M1<1,0≤D1<1,0≤T1<1,0≤Q1<1,且
M1+D1+T1+Q1=1。
10.根据权利要求1所述的封装材料,其中,所述第二聚硅氧烷由下列化学式2表示:
[化学式2]
(R7R8R9SiO1/2)M2(R10R11SiO2/2)D2(R12SiO3/2)T2(SiO4/2)Q2
其中,在化学式2中,
R7至R12各自独立地为取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C7至C30芳烷基基团、取代或未取代的C1至C30杂烷基基团、取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团、取代或未取代的C2至C30烯基基团、取代或未取代的C2至C30炔基基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代或未取代的C1至C30羰基基团、羟基基团或它们的组合,
R7至R12中的至少一个包括取代或未取代的C2至C30烯基基团,
0<M2<1,0≤D2<1,0≤T2<1,0≤Q2<1,且
M2+D2+T2+Q2=1。
11.根据权利要求1所述的封装材料,其中,所述第一聚硅氧烷包括的量小于所述透明树脂总重量的约50wt%,而所述第二聚硅氧烷包括的量大于所述透明树脂总重量的约50wt%。
12.一种电子器件,包括通过将根据权利要求1所述的封装材料固化而制备的封装层。
13.根据权利要求12所述的电子器件,其中,所述电子器件包括显示具有比所述磷光体更短波长区域的颜色的发光区域。
14.根据权利要求13所述的电子器件,所述电子器件通过将由所述发光区域和所述磷光体发射的颜色结合而显示白色。
15.根据权利要求12所述的电子器件,所述电子器件是发光二极管和有机发光器件。
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