CN109504328B - Micro LED显示屏封装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Micro LED显示屏封装材料，其由如下质量比的原料制成：环氧树脂35～65％；增韧剂0.5～5％；固化剂30～60％；稀释剂1～10％；促进剂0.02～3％；抗氧化剂0.1～2％；其中环氧树脂为三嗪杂环环氧树脂。本发明提供的Micro LED显示屏封装材料，利用环氧树脂的三嗪杂环结构提高耐热性能，同时具有优良的粘结性、低吸湿率和低膨胀系数。

Description

Micro LED显示屏封装材料
技术领域
本发明涉及LED显示屏技术领域，具体地说，涉及一种Micro LED显示屏封装。
背景技术
Micro LED是新一代显示技术，即在一个芯片上集成高密度微小尺寸的LED阵列，通过微缩化和矩阵化技术将LED器件的物理尺寸从毫米级缩小至微米级，每一个像素点(单颗LED芯片)都能定址、独立驱动发光，达到超高像素、超高解析度的高端显示要求，其功率消耗量比LCD低90％，比OLED低50％，在智能手机、VR/AR及智能穿戴设备、大尺寸数字显示领域具有无可比拟的优势。因此，Micro LED被视为可能颠覆产业的新一代显示技术。
然而，由于Micro LED的尺寸相当微小，在薄层化、微型化和阵列化之后，如何实现超高密度的封装，微型器件的巨量转移，并获得高可靠性和稳定性的Micro LED显示屏，则面临着巨大的挑战。而Micro LED显示屏的可靠性及稳定性与封装材料紧密相关。因此，开发低吸湿率、高阻隔性、低膨胀系数、高可靠性Micro LED显示屏封装材料，对实现在超高密度全彩Micro LED显示屏的商业化应用及规模化生产，推动深圳市下一代新型显示产业快速发展具有重要研究意义。
Micro LED是由芯片、支架、键合互连材料以及封装材料等组成，其中的封装材料主要起到密封和保护芯片正常工作，避免其受到周围环境中湿度与温度的影响。因此，封装材料的密封性、透光性、粘结性和机械性能与封装器件的可靠性及稳定性密切相关。目前所使用的封装材料包括环氧树脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、有机硅等高透明性材料，其中聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和玻璃用作外层透镜材料，环氧树脂和有机硅作为主要封装亦可作透镜。环氧树脂因为其具有优良的粘结性、电绝缘性、密封性和介电性能，且成本比较低、配方灵活多变、易成型生产效率高等成为LED封装的主流材料。然而，随着亮度和功率不断提高，对封装材料亦提出更高的要求。环氧树脂自身存在的吸湿性大、易老化、耐热性差、高温下易变色等缺陷暴露出来，大大影响和缩短LED器件的使用寿命。有机硅材料则具有良好的透明性、耐高低温性、耐候性、绝缘性及强的疏水性等，使其成为LED封装材料的理想选择，但是其还具有高度透湿透氧的特性，则易发生硫化发黑的现象，进而导致LED急剧光衰，限制了其在汽车、户外显示等领域的应用。因此，开发具有优良的粘结性、低吸湿率、低膨胀系数和高耐热性的Micro LED显示屏封装材料具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Micro LED显示屏封装材料，具有优良的粘结性、低吸湿率、低膨胀系数以及高耐热性。
本发明公开的Micro LED显示屏封装材料所采用的技术方案是:
一种Micro LED显示屏封装材料，其特征在于，其由如下质量比的原料制成：
环氧树脂35～65％；
增韧剂0.5～5％；
固化剂30～60％；
稀释剂1～10％；
促进剂0.02～3％；
抗氧化剂0.1～2％；其中环氧树脂为三嗪杂环环氧树脂。
作为优选方案，所述环氧树脂的结构式为：
Figure BDA0001883692600000021
其中取代基E1为环氧基、脂环环氧或烯丙基，取代基E2为环氧基、脂环环氧或烯丙基，取代基E3为环氧基、脂环环氧或烯丙基，取代基R1为直链或支链的亚烷基、氧化烯基或氧亚烯基羰基，取代基R2为直链或支链的亚烷基、氧化烯基或氧亚烯基羰基，取代基R3为直链或支链的亚烷基、氧化烯基或氧亚烯基羰基。
作为优选方案，所述增韧剂为端环氧基液体丁腈橡胶、端羧基液体聚丁二烯橡胶、端羟基液体聚丁二烯橡胶、丙烯酸有机硅核壳结构橡胶、嵌段共聚物增韧剂中的一种或几种。
作为优选方案，所述固化剂为六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基那迪克酸酐、聚壬二酸酐、均苯四甲酸二酐中的一种或几种。
作为优选方案，所述活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、4-叔丁基苯基缩水甘油醚、12～14烷基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的任意一种。
作为优选方案，所述促进剂为季鏻盐、季铵盐、DBU盐、咪唑或阳离子引发剂中的任意一种。
作为优选方案，所述抗氧剂为双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、CGA12、亚磷酸酯抗氧剂、聚合性亚磷酸酯抗氧剂以及含受阻酚基和大分子基的多官能基亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种。
本发明公开的LED显示屏封装材料的有益效果是：本发明提供的Micro LED显示屏封装材料，利用环氧树脂的三嗪杂环结构提高耐热性能，同时具有优良的粘结性、低吸湿率和低膨胀系数。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述和说明:
实施例1
称取5.0g三环氧丙基异氰尿酸酯TGIC、40g三环氧丙基异氰尿酸酯衍生物TGIC-PSA作为环氧树脂，1.0g日本钟化株式会社(KANEKA CORPORATION公司)生产的MX553环氧树脂增韧剂(聚丁二烯橡胶)，15g六氢苯酐HHPA、35g甲基六氢苯酐Methpa作为固化剂，3.0g4-叔丁基苯基缩水甘油醚作稀释剂，0.5g1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯DBU作为促进剂，0.5gCiba公司的亚磷酸酯抗氧剂CGA12混合形成Micro LED显示屏封装材料。
实施例2
称取40g三环氧丙基异氰尿酸酯衍生物TGIC-PSA作为环氧树脂，5.0g日本钟化株式会社(KANEKA CORPORATION公司)生产的MX-125环氧树脂增韧剂，15g六氢苯酐HHPA、35g甲基六氢苯酐MeTHPA作为固化剂，3.0g1,4-丁二醇二缩水甘油醚作稀释剂，0.5g1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯DBU作为促进剂，1.5g台湾双键化学公司的TP-80抗氧剂混合形成MicroLED显示屏封装材料。
实施例三
称取50g三环氧丙基异氰尿酸酯衍生物TGIC-PSA作为环氧树脂，0.5g德国瓦克公司(WACKER)生产的P52有机硅核壳粒子增韧剂，20g六氢苯酐HHPA、25g甲基六氢苯酐MeTHPA作为固化剂，3.0g聚乙二醇二缩水甘油醚作稀释剂，1.0g苄基三苯基溴化鏻作为促进剂，0.5g Ciba公司的亚磷酸酯抗氧剂CGA12混合形成Micro LED显示屏封装材料。
实施例四
称取35g三环氧丙基异氰尿酸酯衍生物TGIC-PSA作为环氧树脂，5.0g日本钟化株式会社(KANEKA CORPORATION公司)生产的MX553环氧树脂增韧剂，8.0g六氢苯酐HHPA、45g甲基六氢苯酐MeTHPA作为固化剂，5.0g1,4-丁二醇二缩水甘油醚作稀释剂，1.0g苄基三苯基溴化鏻作为促进剂，1.0g台湾双键化学公司的TP-80抗氧剂混合形成Micro LED显示屏封装材料。
实施例五
称取24g 2021P脂环族环氧树脂、16gEP-4080E氢化环氧树脂作为环氧树脂，10g日本钟化株式会社(KANEKA CORPORATION公司)生产的MX-125环氧树脂增韧剂，15g六氢苯酐HHPA、35g甲基六氢苯酐MeTHPA作为固化剂，0.5gDBU1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯作为促进剂，0.5gCi ba公司的亚磷酸酯抗氧剂CGA12抗氧剂混合形成Micro LED显示屏封装材料。
实施例六
称取24g 2021P脂环族环氧树脂、16gEP-4080E氢化环氧树脂作为环氧树脂，5.0g日本钟化株式会社(KANEKA CORPORATION公司)生产的MX553环氧树脂增韧剂，15g六氢苯酐HHPA、35g甲基六氢苯酐MeTHPA作为固化剂，4.0g4-叔丁基苯基缩水甘油醚作稀释剂，0.5g1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯DBU作为促进剂，0.5gCiba公司的亚磷酸酯抗氧剂CGA12抗氧剂混合形成Micro LED显示屏封装材料。
上述实施例制成的LED显示屏封装材料分别取样进行系列的测试分析，按照本行业公知遵行的方法进行相关测试，测试项目及结果如下表：
Figure BDA0001883692600000051
由上表可看出，实施例1-4相比实施例5-6制成的LED显示屏封装材料固化后具有更低的吸水率和热膨胀系数、更高的玻璃化转变温度以及更好的粘结性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种Micro LED显示屏封装材料，其特征在于，其由如下质量比的原料制成：
环氧树脂35~65%；
增韧剂0.5~5%；
固化剂30~60%；
稀释剂1~10%；
促进剂0.02~3%；
抗氧化剂0.1~2%；其中环氧树脂为三嗪杂环环氧树脂；
所述环氧树脂的结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中取代基E1为环氧基、脂环环氧或烯丙基，取代基E2为环氧基、脂环环氧或烯丙基，取代基E3为环氧基、脂环环氧或烯丙基，取代基R1为直链或支链的亚烷基、氧化烯基或氧亚烯基羰基，取代基R2为直链或支链的亚烷基、氧化烯基或氧亚烯基羰基，取代基R3为直链或支链的亚烷基、氧化烯基或氧亚烯基羰基；
所述增韧剂为端环氧基液体丁腈橡胶、端羧基液体聚丁二烯橡胶、端羟基液体聚丁二烯橡胶、丙烯酸有机硅核壳结构橡胶、嵌段共聚物增韧剂中的一种或几种；
所述稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、4-叔丁基苯基缩水甘油醚、12～14烷基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的任意一种。
2.如权利要求1所述的Micro LED显示屏封装材料，其特征在于，所述固化剂为六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基那迪克酸酐、聚壬二酸酐、均苯四甲酸二酐中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的Micro LED显示屏封装材料，其特征在于，所述促进剂为季鏻盐、季铵盐、DBU盐、咪唑或阳离子引发剂中的任意一种。
4.如权利要求1所述的Micro LED显示屏封装材料，其特征在于，所述抗氧剂为双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、CGA12、亚磷酸酯抗氧剂、聚合性亚磷酸酯抗氧剂以及含受阻酚基和大分子基的多官能基亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种。
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