JP6957594B2 - Led封止材料のための配合物 - Google Patents
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Description
本発明は、発光デバイス(LED)のための、高屈折封止材料に好適な配合物、前記配合物から得られる高屈折率を有する、LEDのための封止材料、および前記高屈折封止材料を含んでなるLEDに関するものである。さらに、本発明は、LEDのための高屈折封止材料の調製に好適な配合物の調製方法に関するものである。本発明は、さらに、前記配合物を使用することによるLEDの製造方法に関するものである。本発明による配合物は、LED、特に高屈折率のコンバーター層を有する蛍光体変換LED(pc−LED)、のための封止材料の調製に特に好適である。さらに、配合物は、より早いキュア速度により、より効率的な加工性を可能にする。本発明による封止材料は、高屈折率を提供するものであって、高屈折率は低い温度依存を示し、それによって、光出力の増加およびカラーポイント耐性の増加を示す、高性能のLEDの調製が可能になる。さらに、封止材料は、水蒸気に対して、改良されたバリア特性を示す。
LED産業において、LEDのための好適な封止材料を求める高い需要がある。このような材料はいくつかの困難に直面する:
i.封止材料は、機械的および光学的特性を劣化させることなく、高温に耐えなければならない。
ii.封止材料は、光学的透明性および高温への耐性に加えて、高屈折率の有利な特性を有する必要がある。
iii.封止材料は、高強度の放射線に対して高い耐性を有することが必要である。
iv.封止材料は、非常に柔らかいゲル材料から硬いプラスチック材料までの広位範囲の弾性率を変化させることができることが必要である。
LED用途の封止材料の調製のためのさまざまなポリマー配合物が提案されてきた。しかしながら、光出力の増加による効率の増加、特に経時後の、改良されたカラーポイントの安定性、および水蒸気に対するバリア特性が強化されたコンバーター層を有するLEDの効率的な製造を可能にするような、これらのポリマー配合物および得られる封止材料の改良への継続的な要望がある。さらに、温度依存が最小限である高屈折率を有する新規な封止材料への強い要望がある。
本発明者らは、驚くべきことに、上記の目的が、
第1の繰り返し単位M1および第2の繰り返し単位M2を含んでなるポリマー、および表面修飾された二酸化ジルコニウムナノ結晶を含んでなる配合物によって、個々にまたは任意の組み合わせで解決されうることを見出した。
ここで、第1の繰り返し単位M1は式(I)によって表され、かつ第2の繰り返し単位M2は式(II)によって表される。
(a)本発明による配合物を提供すること;および
(b)70〜300℃の温度で、1〜24時間の間、前記配合物をキュアすること
によって得られる。
(a)本発明による配合物をLED前駆体に適用すること;および
(b)70〜300℃の温度で、1〜24時間の間、配合物をキュアすること。
有機含有量=(1−(%質量at 700C/%質量at 200C))*100% 式1
図4で示されるように、表面修飾されたシリコーンキャップされたZrO2の粒度分布は、動的光散乱装置Zetasizer(Nano−S−Zen 1600)で計測される。
非極性もしくは極性非プロトン溶媒、好ましくは有機溶媒であってよい。
(a)本発明による配合物を提供すること;および
(b)70〜300℃の温度で、1〜24時間の間、前記配合物をキュアすること
によって得られる、LEDのための封止材料が提供される。
Ca2P2O7:Ce3+、α−Ca3(PO4)2:Ce3+、β−Ca3(PO4)2:Ce3+、Ca5(PO4)3Cl:Eu2+、Ca5(PO4)3Cl:Mn2+、Ca5(PO4)3Cl:Sb3+、Ca5(PO4)3Cl:Sn2+、β−Ca3(PO4)2:Eu2+,Mn2+、Ca5(PO4)3F:Mn2+、Ca5(PO4)3F:Sb3+、Ca5(PO4)3F:Sn2+、α−Ca3(PO4)2:Eu2+、β−Ca3(PO4)2:Eu2+、Ca2P2O7:Eu2+、Ca2P2O7:Eu2+,Mn2+、CaP2O6:Mn2+、α−Ca3(PO4)2:Pb2+、α−Ca3(PO4)2:Sn2+、β−Ca3(PO4)2:Sn2+、β−Ca2P2O7:Sn,Mn、α−Ca3(PO4)2:Tr、CaS:Bi3+、CaS:Bi3+,Na、CaS:Ce3+、CaS:Eu2+、CaS:Cu+,Na+、CaS:La3+、CaS:Mn2+、CaSO4:Bi、CaSO4:Ce3+、CaSO4:Ce3+,Mn2+、CaSO4:Eu2+、CaSO4:Eu2+,Mn2+、CaSO4:Pb2+、CaS:Pb2+、CaS:Pb2+,Cl、CaS:Pb2+,Mn2+、CaS:Pr3+,Pb2+,Cl、CaS:Sb3+、CaS:Sb3+,Na、CaS:Sm3+、CaS:Sn2+、CaS:Sn2+,F、CaS:Tb3+、CaS:Tb3+,Cl、CaS:Y3+、CaS:Yb2+、CaS:Yb2+,Cl、CaSiO3:Ce3+、Ca3SiO4Cl2:Eu2+、Ca3SiO4Cl2:Pb2+、CaSiO3:Eu2+、CaSiO3:Mn2+,Pb、CaSiO3:Pb2+、CaSiO3:Pb2+,Mn2+、CaSiO3:Ti4+、CaSr2(PO4)2:Bi3+、β−(Ca,Sr)3(PO4)2:Sn2+Mn2+、CaTi0.9Al0.1O3:Bi3+、CaTiO3:Eu3+、CaTiO3:Pr3+、Ca5(VO4)3Cl、CaWO4、CaWO4:Pb2+、CaWO4:W、Ca3WO6:U、CaYAlO4:Eu3+、CaYBO4:Bi3+、CaYBO4:Eu3+、CaYB0,8O3,7:Eu3+、CaY2ZrO6:Eu3+、(Ca,Zn,Mg)3(PO4)2:Sn、CeF3、(Ce,Mg)BaAl11O18:Ce、(Ce,Mg)SrAl11O18:Ce、CeMgAl11O19:Ce:Tb、Cd2B6O11:Mn2+、CdS:Ag+,Cr、CdS:In、CdS:In、CdS:In,Te、CdS:Te、CdWO4、CsF、Csl、CsI:Na+、CsI:Tl、(ErCl3)0.25(BaCl2)0.75、GaN:Zn、Gd3Ga5O12:Cr3+、Gd3Ga5O12:Cr,Ce、GdNbO4:Bi3+、Gd2O2S:Eu3+、Gd2O2SPr3+、Gd2O2S:Pr,Ce,F、Gd2O2S:Tb3+、Gd2SiO5:Ce3+、KAI11O17:Tl+、KGa11O17:Mn2+、K2La2Ti3O10:Eu、KMgF3:Eu2+、KMgF3:Mn2+、K2SiF6:Mn4+、LaAl3B4O12:Eu3+、LaAlB2O6:Eu3+、LaAlO3:Eu3+、LaAlO3:Sm3+、LaAsO4:Eu3+、LaBr3:Ce3+、LaBO3:Eu3+、(La,Ce,Tb)PO4:Ce:Tb、LaCl3:Ce3+、La2O3:Bi3+、LaOBr:Tb3+、LaOBr:Tm3+、LaOCl:Bi3+、LaOCl:Eu3+、LaOF:Eu3+、La2O3:Eu3+、La2O3:Pr3+、La2O2S:Tb3+、LaPO4:Ce3+、LaPO4:Eu3+、LaSiO3Cl:Ce3+、LaSiO3Cl:Ce3+,Tb3+、LaVO4:Eu3+、La2W3O12:Eu3+、LiAlF4:Mn2+、LiAl5O8:Fe3+、LiAlO2:Fe3+、LiAlO2:Mn2+、LiAl5O8:Mn2+、Li2CaP2O7:Ce3+,Mn2+、LiCeBa4Si4O14:Mn2+、LiCeSrBa3Si4O14:Mn2+、LiInO2:Eu3+、LiInO2:Sm3+、LiLaO2:Eu3+、LuAlO3:Ce3+、(Lu,Gd)2SiO5:Ce3+、Lu2SiO5:Ce3+、Lu2Si2O7:Ce3+、LuTaO4:Nb5+、Lu1−xYxAlO3:Ce3+、MgAl2O4:Mn2+、MgSrAl10O17:Ce、MgB2O4:Mn2+、MgBa2(PO4)2:Sn2+、MgBa2(PO4)2:U、MgBaP2O7:Eu2+、MgBaP2O7:Eu2+,Mn2+、MgBa3Si2O8:Eu2+、MgBa(SO4)2:Eu2+、Mg3Ca3(PO4)4:Eu2+、MgCaP2O7:Mn2+、Mg2Ca(SO4)3:Eu2+、Mg2Ca(SO4)3:Eu2+,Mn2、MgCeAl11O19:Tb3+、Mg4(F)GeO6:Mn2+、Mg4(F)(Ge,Sn)O6:Mn2+、MgF2:Mn2+、MgGa2O4:Mn2+、Mg8Ge2O11F2:Mn4+、MgS:Eu2+、MgSiO3:Mn2+、Mg2SiO4:Mn2+、Mg3SiO3F4:Ti4+、MgSO4:Eu2+、MgSO4:Pb2+、(Mg,Sr)Ba2Si2O7:Eu2+、MgSrP2O7:Eu2+、MgSr5(PO4)4:Sn2+、MgSr3Si2O8:Eu2+,Mn2+、Mg2Sr(SO4)3:Eu2+、Mg2TiO4:Mn4+、MgWO4、MgYBO4:Eu3+、Na3Ce(PO4)2:Tb3+、NaI:Tl、Na1.23K0.42Eu0.12TiSi4O11:Eu3+、Na1.23K0.42Eu0.12TiSi5O13・xH2O:Eu3+、Na1.29K0.46Er0.08TiSi4O11:Eu3+、Na2Mg3Al2
Si2O10:Tb、Na(Mg2−xMnx)LiSi4O10F2:Mn、NaYF4:Er3+、Yb3+、NaYO2:Eu3+、P46(70%)+P47(30%)、SrAl12O19:Ce3+、Mn2+、SrAl2O4:Eu2+、SrAl4O7:Eu3+、SrAl12O19:Eu2+、SrAl2S4:Eu2+、Sr2B5O9Cl:Eu2+、SrB4O7:Eu2+(F,Cl,Br)、SrB4O7:Pb2+、SrB4O7:Pb2+、Mn2+、SrB8O13:Sm2+、SrxBayClzAl2O4−z/2:Mn2+、Ce3+、SrBaSiO4:Eu2+、Sr(Cl,Br,I)2:Eu2+ in SiO2、SrCl2:Eu2+ in SiO2、Sr5Cl(PO4)3:Eu、SrwFxB4O6.5:Eu2+、SrwFxByOz:Eu2+,Sm2+、SrF2:Eu2+、SrGa12O19:Mn2+、SrGa2S4:Ce3+、SrGa2S4:Eu2+、SrGa2S4:Pb2+、SrIn2O4:Pr3+、Al3+、(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn、SrMgSi2O6:Eu2+、Sr2MgSi2O7:Eu2
+、Sr3MgSi2O8:Eu2+、SrMoO4:U、SrO・3B2O3:Eu2+,Cl、 β−SrO・3B2O3:Pb2+、β−SrO・3B2O3:Pb2+,Mn2+、α−SrO・3B2O3:Sm2+、Sr6P5BO20:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu2+、Sr5(PO4)3Cl:Eu2+,Pr3+、Sr5(PO4)3Cl:Mn2+、Sr5(PO4)3Cl:Sb3+、Sr2P2O7:Eu2+、β−Sr3(PO4)2:Eu2+、Sr5(PO4)3F:Mn2+、Sr5(PO4)3F:Sb3+、Sr5(PO4)3F:Sb3+,Mn2+、Sr5(PO4)3F:Sn2+、Sr2P2O7:Sn2+、β−Sr3(PO4)2:Sn2+、β−Sr3(PO4)2:Sn2+,Mn2+(Al)、SrS:Ce3+、SrS:Eu2+、SrS:Mn2+、SrS:Cu+,Na、SrSO4:Bi、SrSO4:Ce3+、SrSO4:Eu2+、SrSO4:Eu2+,Mn2+、Sr5Si4O10Cl6:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、SrTiO3:Pr3+、SrTiO3:Pr3+,Al3+、Sr3WO6:U、SrY2O3:Eu3+、ThO2:Eu3+、ThO2:Pr3+、ThO2:Tb3+、YAl3B4O12:Bi3+、YAl3B4O12:Ce3+、YAl3B4O12:Ce3+,Mn、YAl3B4O12:Ce3+,Tb3+、YAl3B4O12:Eu3+、YAl3B4O12:Eu3+,Cr3+、YAl3B4O12:Th4+,Ce3+,Mn2+、YAlO3:Ce3+、Y3Al5O12:Ce3+、Y3Al5O12:Cr3+、YAlO3:Eu3+、Y3Al5O12:Eu3r、Y4Al2O9:Eu3+、Y3Al5O12:Mn4+、YAlO3:Sm3+、YAlO3:Tb3+、Y3Al5O12:Tb3+、YAsO4:Eu3+、YBO3:Ce3+、YBO3:Eu3+、YF3:Er3+,Yb3+、YF3:Mn2+、YF3:Mn2+,Th4+、YF3:Tm3+,Yb3+、(Y,Gd)BO3:Eu、(Y,Gd)BO3:Tb、(Y,Gd)2O3:Eu3+、Y1.34Gd0.60O3(Eu,Pr)、Y2O3:Bi3+、YOBr:Eu3+、Y2O3:Ce、Y2O3:Er3+、Y2O3:Eu3+(YOE)、Y2O3:Ce3+
,Tb3+、YOCl:Ce3+、YOCl:Eu3+、YOF:Eu3+、YOF:Tb3+、Y2O3:Ho3+、Y2O2S:Eu3+、Y2O2S:Pr3+、Y2O2S:Tb3+、Y2O3:Tb3+、YPO4:Ce3+、YPO4:Ce3+,Tb3+、YPO4:Eu3+、YPO4:Mn2+,Th4+、YPO4:V5+、Y(P,V)O4:Eu、Y2SiO5:Ce3+、YTaO4、YTaO4:Nb5+、YVO4:Dy3+、YVO4:Eu3+、ZnAl2O4:Mn2+、ZnB2O4:Mn2+、ZnBa2S3:Mn2+、(Zn,Be)2SiO4:Mn2+、Zn0.4Cd0.6S:Ag、Zn0.6Cd0.4S:Ag、(Zn,Cd)S:Ag,Cl、(Zn,Cd)S:Cu、ZnF2:Mn2+、ZnGa2O4、ZnGa2O4:Mn2+、ZnGa2S4:Mn2+、Zn2GeO4:Mn2+、(Zn,Mg)F2:Mn2+、ZnMg2(PO4)2:Mn2+、(Zn,Mg)3(PO4)2:Mn2+、ZnO:Al3+,Ga3+、ZnO:Bi3+、ZnO:Ga3+、ZnO:Ga、ZnO-CdO:Ga、ZnO:S、ZnO:Se、ZnO:Zn、ZnS:Ag+,Cl−、ZnS:Ag,Cu,Cl、ZnS:Ag,Ni、ZnS:Au,In、ZnS−CdS(25−75)、ZnS−CdS(50−50)、ZnS−CdS(75−25)、ZnS−CdS:Ag,Br,Ni、ZnS−CdS:Ag+,Cl、ZnS−CdS:Cu,Br、ZnS−CdS:Cu,I、ZnS:Cl−、ZnS:Eu2+、ZnS:Cu、ZnS:Cu+,Al3+、ZnS:Cu+,Cl−、ZnS:Cu,Sn、ZnS:Eu2+、ZnS:Mn2+、ZnS:Mn,Cu、ZnS:Mn2+,Te2+、ZnS:P、ZnS:P3−,Cl−、ZnS:Pb2+、ZnS:Pb2+,Cl−、ZnS:Pb,Cu、Zn3(PO4)2:Mn2+、Zn2SiO4:Mn2+、Zn2SiO4:Mn2+,As5+、Zn2SiO4:Mn,Sb2O2、Zn2SiO4:Mn2+,P、Zn2SiO4:Ti4+、ZnS:Sn2+、ZnS:Sn,Ag、ZnS:Sn2+,Li+、ZnS:Te,Mn、ZnS−ZnTe:Mn2+、ZnSe:Cu+,Clおよび/またはZnWO4である。
(a)本発明による配合物をLED前駆体に適用すること;および
(b)70〜300℃の温度で、1〜24時間の間、配合物をキュアすること。
表1に示される4以下のモノマー単位からなるシロキサザンポリマーが、実施例で使用された:
全ての出発物質は商業的供給源から得られた。例えば、ジクロロシランはGelest Inc.USAから、ジクロロ−ジメチルシランはSigma−Aldrichから、α,ω−ジクロロ−ジメチルシリコーンはABCRからである。
出発物質は商業的供給源から得られた。例えば、ジクロロシランおよびジクロロ−ジメチルシランはSigma−Aldrichから、α,ω−ジクロロ−ジメチルシリコーンはABCRからである。
Claims (20)
- ポリマーが、式(I)で表される少なくとも1つのさらなる繰り返し単位M1を含んでなる(ここで、少なくとも1つのさらなる繰り返し単位M1は、第1の繰り返し単位M1とは異なる)、請求項1に記載の配合物。
- R1およびR2が、出現毎に互いに独立であり、水素、または1〜20の炭素原子を有するアルキル、またはフェニルである、請求項1または2に記載の配合物。
- R3およびR4が、出現毎に互いに独立であり、水素、または1〜40の炭素原子を有するアルキル、またはフェニルである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の配合物。
- R5が、出現毎に互いに独立であり、水素、または1〜20の炭素原子を有するアルキル、またはフェニルである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の配合物。
- 表面修飾された二酸化ジルコニウムナノ結晶が、前記シリコーンキャッピング剤、およびビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、1−ヘキセニルトリメトキシシラン、1−オクテニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−ドデシルトリメトキシシラン、n−ドデシルトリエトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、および/またはオクタデシルトリメトキシシランからなるリストから選択される第2のキャッピング剤によって、少なくとも部分的にキャップされている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の配合物。
- 前記シリコーンキャッピング剤が、前記二酸化ジルコニウムナノ結晶に共有結合された頭部基および尾部基を含んでなり、前記尾部基は少なくともシリコーン鎖を含んでなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の配合物。
- 前記配合物が溶媒A)およびB)の2つのグループの溶媒系を含んでなり、グループA)が沸点<90℃である1つの溶媒または2以上の溶媒の混合物であり、かつグループB)が沸点>90℃である1つの溶媒または2以上の溶媒の混合物である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の配合物。
- グループA)がエステル、エーテル、およびケトンからなるリストから選択され、かつグループB)がエステル、エーテル、アルカン、および芳香族溶媒からなるリストから選択される、請求項8に記載の配合物。
- 第1の繰り返し単位M1および第2の繰り返し単位M2を含むポリマーが、表面修飾された二酸化ジルコニウムナノ結晶の分散体と混合される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の配合物の調製方法。
- (a)請求項1〜9のいずれか一項に記載の配合物を提供すること;および
(b)70〜300℃の温度で、1〜24時間の間、前記配合物をキュアすること
によって得られる、LEDのための封止材料。 - 請求項11に記載の封止材料を含んでなるLED。
- 封止材料が、コンバーター層に含まれる、請求項12に記載のLED。
- 封止材料が、蛍光体および/または量子材料から選択される1以上のコンバーターを含んでなるコンバーター層に含まれる、請求項12または13に記載のLED。
- 工程:
(a)請求項1〜9のいずれか一項に記載の配合物をLED前駆体に適用すること;および
(b)70〜300℃の温度で、1〜24時間の間、配合物をキュアすること
を含んでなる、LEDの製造方法。 - 工程(a)でLED前駆体に適用された配合物が、コンバーター層の部分を形成する、請求項15に記載のLEDの製造方法。
- 工程(a)でLED前駆体に適用された配合物が、蛍光体および/または量子材料から選択される1以上のコンバーターを含んでなるコンバーター層の部分を形成する、請求項15または16に記載のLEDの製造方法。
- 配合物が工程(a)でスプレーコーティングによって適用される、請求項15〜17のいずれか一項に記載のLEDの製造方法。
- 配合物が溶媒A)およびB)の2つのグループの溶媒系を含んでなり、グループA)が沸点<90℃である1つの溶媒または2以上の溶媒の混合物であり、かつグループB)が沸点>90℃である1つの溶媒または2以上の溶媒の混合物である、請求項18に記載のLEDの製造方法。
- グループA)がエステル、エーテル、およびケトンからなるリストから選択され、かつグループB)がエステル、エーテル、アルカン、および芳香族溶媒からなるリストから選択される、請求項19に記載のLEDの製造方法。
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