TWI401305B - 封裝材料組成物及封裝材料之製造方法 - Google Patents

封裝材料組成物及封裝材料之製造方法 Download PDF

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封裝材料組成物及封裝材料之製造方法
本發明係有關於一種封裝材料的組成物及封裝材料製造方法，其具有高阻水阻氣效果，特別適用於固態發光元件的封裝。
近年來，隨著光電產業的發展，各種光電產品如有機發光二極體、發光二極體以及太陽能電池等光電裝置也相繼問世。然而，此些光電裝置內之電子元件極易受到空氣中之水氣與氧氣的影響而縮短了其使用壽命。因此，此些光電裝置需經過適當封裝以阻絕其內之電子元件接觸到外界之水氣與氧氣，以提升其使用壽命。有些封裝材料的製備是將樹脂單體以熱製程聚合為適當樹脂後，在加入填充料及硬化劑予以混合，此種製程常需數小時甚至超過十小時才能完成。此外，由於上述熱製程中還需要加入溶劑，故需精準地控制樹脂合成之反應條件以及製程之安全性。因此，封裝材料之製作成本不易降低。
目前封裝材料中的樹脂成份主要分為三大類：壓克力樹脂、環氧樹脂、及矽樹脂(silicone)。在JP7304846中封裝材料係採用環氧樹脂材料，其熱穩定性高，甚至可在300℃以上的環境中保持穩定性。在US20050042462中封裝材料係採用矽樹脂聚合物，其具有高黏著度與高熱穩定性，可在250℃以上的環境中保持穩定性。在US2005006296中封裝材料係藉由具有胺基的矽樹脂單體與環氧樹脂單體聚合而成，具有高黏著度。在WO2006035709中封裝材料係在環氧樹脂中加入二氧化矽，提升阻氣率。
在US20060128252中提到將封裝材料應用於有機發光二極體裝置內，其使用的封裝材料為壓克力樹脂、環氧樹脂或矽樹脂。在US6967439中提到將封裝材料應用於有機發光二極體裝置內，其使用的封裝材料為環氧樹脂。在JP667172中提到將封裝材料應用於發光二極體裝置內，其使用的封裝材料為環氧樹脂或矽樹脂。在US6133522中提到將封裝材料應用於太陽能電池裝置內，其使用的封裝材料為壓克力樹脂、環氧樹脂或矽樹脂。
所揭露的封裝材料組成物，包括：100重量份之樹脂單體，包括環氧-壓克力(Epoxy-Acrylics)樹脂單體、矽壓克力樹脂單體及雙官能基氨酯壓克力(urethane-diacrylics)樹脂單體；0.1-15重量份之填充料；以及0.1-5重量份之起始劑。
所揭露的封裝材料製造方法，包括：提供一封裝材料組成物，包括：100重量份之樹脂單體，包括環氧-壓克力(Epoxy-Acrylics)樹脂單體、矽壓克力樹脂單體及雙官能基氨酯壓克力(urethane-diacrylics)樹脂單體；0.1-15重量份之填充料；以及0.1-5重量份之起始劑；以第一程序聚合該封裝材料組成物，其中該第一程序包括：加熱程序、紫外光照射程序、微波程序、或前述之組合；以及以第二程序固化該封裝材料組成物，以形成該封裝材料，其中該第二程序包括：照光程序。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明特徵之一係藉由樹脂單體設計搭配臨場(in-situ)製程，可快速製備具有高性能之封裝材料。所揭露的封裝材料之製造方法，可在較低製造成本、較高安全性以及較為快速之條件下製備出所需之封裝材料。所揭露的封裝材料具有優異之阻水阻氣性質與透光率，因而適用於各種光電產品如發光二極體之封裝。
所揭露的封裝材料組成物中主要成分為樹脂單體、填充料以及起始劑，可依照不同比例調配而製成具有高透光率且無色之透明封裝材料。所揭露的封裝材料組成物中樹脂單體佔100重量份，而填充料與起始劑則分別約佔0.1~15重量份以及約佔0.1-5重量份，其係以樹脂單體所佔之100重量份為基準。
上述樹脂單體包括環氧-壓克力(Epoxy-Acrylics)樹脂單體、矽壓克力樹脂單體、及雙官能基氨酯壓克力(urethane-diacrylics)樹脂單體。
上述之環氧-壓克力樹脂單體具有以下化學式：
其中，R1 與R2 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基或含碳數介於1~12之環烷氧基。環氧-壓克力樹脂單體係作為高分子基材，可提升封裝材料的接著性質。
上述之雙官能基氨酯壓克力單體具有以下化學式：
其中，R3 、R4 與R5 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基或含碳數介於1~12之環烷氧基；R6 與R7 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基、含碳數介於1~12之環烷氧基或氫。雙官能基氨酯壓克力單體係作為高分子基材，可提升封裝材料的接著性質。
上述之矽壓克力樹脂單體具有以下化學式：
其中R8 、R9 、R10 、R11 和R12 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基或含碳數介於1~12之環烷氧基。矽壓克力樹脂單體係作為高分子基材，可提升封裝材料的接著性質。此外，矽壓克力樹脂單體可避免微波反應過快產生凝膠化，使微波反應更好控制。
上述揭露之樹脂單體中環氧-壓克力樹脂單體、矽壓克力樹脂單體、雙官能基氨酯壓克力樹脂單體其中各單體莫耳比例為1：1~3：1~3，較佳為1：2：1~3，更佳為1：2：2。本發明使用上述三種單體共聚合之封裝材料具有較佳之接著強度、折射率及阻氣率，可進一步延長封裝元件的壽命。
所揭露之封裝材料組成物中之填充料例如為氧化矽或氧化鋁之氧化金屬、例如為氯化鋅之鹵素化金屬、例如為氮化鋁之氮化金屬或如碳酸鈣之其他粉體。
所揭露之封裝材料組成物中之起始劑包含光起始劑、熱起始劑、或前述之組合。熱起始劑例如是過氧化物、偶氮化合物、1-羥基環己基苯基酮(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)等自由基引發劑。光起始劑可以是陽離子起始劑例如碘陽離子(iodonium,(4-methylphenyl)[4-(2-methylpropyl)phenyl]-hexafluorophos phate)或環戊二烯過渡金屬錯合物例如Bis(eta 5-2,4-cyclopentadien-1-yl)Bis[2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl]titanium。
上述封裝材料組成物經混合後以臨場方式依序進行一聚合程序與一固化程序，形成本發明之封裝材料。上述聚合程序可以是加熱程序、紫外光照射程序、微波程序、或前述之組合。
在一實施例中，聚合程序是紫外光照射程序或微波程序，此程序臨場地(in-situ)藉由一深紫外光光源或臨場地(in-situ)藉由一微波反應器實施。所製備得到之封裝材料會因照光或微波時間長短以及所使用之光源或微波反應器之功率的調整，在25℃下具有介於1~100,000cps之黏度，較佳地介於5,000~30,000cps，以及具有高於85%之透光率，適用於如有機光二極體或發光二極體之發光元件以及太陽能電池等電子元件之封裝應用。
紫外光聚合程序之施行時間約介於1~200分鐘，較佳約介於1-20分鐘，功率約1~10000瓦特，較佳1~1000瓦特。微波聚合程序之施行時間約介於1~200分鐘，較佳約介於1-10分鐘，功率約1~20000瓦特，較佳1~1000瓦特。若使用加熱程序進行聚合，則可在60-150℃持續加熱1-100小時。
相對於加熱程序，使用紫外光與微波聚合除了具有合成時間短、免溶劑、低成本之優點外，所製備的封裝材料其阻氣率與接著強度亦特別優異，這可歸因於紫外光與微波方式的聚合時間較短(特別是微波)，可避免高分子鏈過長阻礙填充料的分散。由於填充料達到充分的均勻，使阻氣能力與接著強度得以提升。使用微波聚合方法，有別於一般傳統加熱法。利用微波深層加熱特性，取代傳統合成之熱對流傳遞方式，可降低不必要之熱能損耗。且反應物分子會隨微波場之變化而產生偶極轉動，進而增進其碰撞次數及有效碰撞機率，而提高反應產率，增加反應速率，且製程中亦可不使用有機溶劑。用於高阻水阻氣封裝膠之製備上，由於縮短了高分子的聚合時間，使得填充料達到充分的均勻，而使阻氣能力與接著強度意外提升。目前已知的微波加熱方法僅用於小分子合成(如“Synthesis of Phthalocyanines by microwave irradiation”U.S. Patent 6,491,796)；其應用在大分子的聚合會有困難，其原因可能是微波是一快速加熱程序，合成高分子時容易因聚合速度太快而膠化(gelation)。所揭露的實施例可以透過適當的單體選擇克服此一問題，特別是選用反應較慢的矽壓克力樹脂單體以使微波反應更好控制。反之，若直接以環氧-壓克力樹脂單體與雙官能基氨酯壓克力樹脂單體進行微波反應，則反應太快不易控制，容易凝膠化。
上述樹脂單體經過共聚合之後，進行一固化程序以完成封裝材料的製作。例如可利用照光程序，以使樹脂中之環氧基產生交聯反應。該照光程序之光源可視所施行之封裝材料組成物內所使用之光起始劑之種類作選擇，例如紫外光光源、可見光光源或紅外光光源之一光源，該照光程序施行時間約介於1~200分鐘，所應用之光源功率則約介於1~20,000瓦特。上述固化程序例如為一光源為紫外光光源的照光程序，該照光程序施行時間約介於1-100分鐘，較佳約介於1-20分鐘，該光源功率約介於1-10000瓦特，較佳約介於1-1000瓦特。
所揭露之封裝材料組成物可以藉由填充料的調配而調整所形成之封裝材料之透光率，製備出透光率高於85%，甚至是高於90%之透明封裝材料。黏著度可達2.5Kg/cm；且其阻水阻氣特性優良，有助於提升電子元件之使用壽命，特別適用於各種光電產品如無機發光二極體、有機發光二極體、太陽能電池等。此外，本發明之封裝材料亦可使用一些涉及阻水阻氣的民生工業如木塑的防水及食品飲料之包裝等。
本發明之較佳實施例具有以下優點：
(1)製程中僅需持續地攪拌被照光之封裝材料組成物以及控制所使用光源之功率表現而無須控制系統之反應壓力與反應溫度，因而可大幅簡化製程系統之設置情形。
(2)製程中無須使用溶劑且不需要加熱，可節省能源的使用且可降低工安意外的發生。
(3)縮短製程時間。於一實施例中，利用紫外光程序可在20分鐘內完成聚合。在另一實施例中，利用微波程序可在10分鐘內完成聚合。
(4)所得到之封裝材料中之填充料之分散性極佳，可提升封裝材料之阻水阻氣表現，進而改善被封裝元件之使用壽命。
以下為所揭露之封裝材料組成物以及封裝材料之製造方法之各實施例之配方與製備方式，以及比較例之配方與製備。
表一所示為所應用之光學元件材料之相關資訊。
上述光電元件材料之化學式分別如下所示(其中n代表單體的重複數目)：
【比較例1】
秤取117g之甲基丙稀酸苯甲酯單體(Benzyl methacrylate，BZMA)、86g之甲基丙烯酸甲酯單體(Methyl Methacrylate，MAA)、130g之2-羥基乙基甲基丙烯酸酯單體(2-hydroxyl ethyl mathacrylate，2-HEMA)、100g之丙二醇甲醚醋酸脂(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-184(Ciba Co.；光起始劑)，進而合成製備出一壓克力共聚物I。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(1)所示反應而聚合成為此共聚物(其中x、y、z代表單體之重複數目)。
接著量測所得到之壓克力共聚物I之黏度、分子量、黏著強度、硬度、透光率以及折射率等物理性質，所得到之結果如同表三與表四所示。關於聚合物之物理性質的量測儀器/量測方法如以下表二所示，其中關於黏度與分子量之量測可直接量測適當量之共聚物，而關於黏著強度、硬度、透光率、折射率等性質之量測則可將所製得之聚合物塗佈於如載玻片之一基板上成為5cm X 5cm見方之一試樣，並將此試樣經過深紫外光之光源照光3分後使之硬化，接著以表列之量測儀器與量測方法進行後續之物理性質量測。
【比較例2】
秤取165g之甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidylmethacrylate，GMA)、168g之雙酚A二甲基丙烯酸酯(bisphenol A dimethacrylate)、100g之丙二醇甲醚醋酸脂(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)，進而合成製備出一壓克力/環氧共聚物I。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(2)所示反應而聚合成為此共聚物(其中n、m代表單體之重複數目)。
接著將比較例2所製得之壓克力/環氧共聚物I同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表四與表五所示。
【比較例3】
秤取130g之甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidylmethacrylate，GMA)、203g之聚氨酯-壓克力共單體I、100g之丙二醇甲醚醋酸脂(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)與1g之Tinuvin 622(Ciba Co.；抗氧化劑)，進而合成製備出一壓克力/環氧/聚氨酯共聚物I。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(3)所示反應而聚合成為此共聚物(其中n、m代表單體之重複數目)。
接著將比較例3所製得之壓克力/環氧/聚氨酯共聚物I同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表四與表五所示。
【比較例4】
秤取130g之甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidylmethacrylate，GMA)、203g之聚氨酯-壓克力共單體II、100g之丙二醇甲醚醋酸脂(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)與1g之Tinuvin 622(Ciba Co.；抗氧化劑)，進而合成製備出一壓克力/環氧/聚氨酯共聚物II。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(4)所示反應而聚合成為此共聚物(其中n、m代表單體之重複數目)。
接著將比較例4所製得之壓克力/環氧/聚氨酯共聚物II同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表四與表五所示。
【比較例5】
秤取130g之甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidylmethacrylate，GMA)、203g之聚氨酯-壓克力共單體III、100g之丙二醇甲醚醋酸脂(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)與1g之Tinuvin 622(Ciba Co.；抗氧化劑)，進而合成製備出一壓克力/環氧/聚氨酯共聚物III。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(5)所示反應而聚合成為此共聚物(其中n、m代表單體之重複數目)。
接著將比較例5所製得之壓克力/環氧/聚氨酯共聚物III同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表四與表五所示。
【比較例6】
秤取167g之矽壓克力單體I、167g之聚氨酯-壓克力共單體I、100g之丙二醇甲醚醋酸脂(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-184(Ciba Co.；光起始劑)，進而合成製備出一矽壓克力/聚氨酯/壓克力共聚物I。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(6)所示反應而聚合成為此共聚物(其中x、y、z、n代表單體之重複數目)。
接著將比較例6所製得之矽壓克力/聚氨酯/壓克力共聚物I同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表四與表五所示。
【實施例1】
秤取100g之甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidylmethacrylate，GMA)、100g之聚氨酯-壓克力共單體I、100g之矽壓克力共單體(如反應式(7)所示)、100g之丙二醇甲醚醋酸脂(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)與1g之Tinuvin 622(Ciba Co.；抗氧化劑)，進而合成製備出一壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物I。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(7)所示反應而聚合成為此共聚物(其中x、y、z代表單體之重複數目)。
接著將實施例1所製得之壓克力/環氧共聚物I同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表四與表五所示。
【實施例2】
秤取100g之甲基丙烯酸縮水甘油酯、100g之聚氨酯-壓克力共單體II、100g之矽壓克力共單體(如反應式(8)所示)、100g之丙二醇甲基醚醋酸酯(PGMEA；propylene glycol monomethyl ether acetate)、39g之二氧化矽以及6g之起始劑偶氮二異丁腈(AIBN；azobisisobutyronitrile)並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著將其加熱至100℃，加熱時間為8小時，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)與1g之Tinuvin 622(Ciba Co.；抗氧化劑)，進而合成製備出一壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物II。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(8)所示反應而聚合成為此共聚物(其中x、y、z代表單體之重複數目)。
接著將實施例2所製得之壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物II同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表三與表四所示。
【實施例3】
秤取100g之甲基丙烯酸縮水甘油酯、100g之聚氨酯-壓克力共單體I、100g之矽壓克力共單體(如反應式(9)所示)、39g之二氧化矽以及6g之光起始劑I-184並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著臨場地(in-situ)藉由一深紫外光(UV)光源(其功率約為100W)施行一照光程序以照射此封裝材料組成物20分鐘，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)與1g之Tinuvin 622(Ciba Co.；抗氧化劑)，進而合成製備出一壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物I UV。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(9)所示反應而聚合成為此共聚物(其中x、y、z代表單體之重複數目)。
接著將實施例3所製得之壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物I UV同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表三與表四所示。
【實施例4】
秤取100g之甲基丙烯酸縮水甘油酯、100g之聚氨酯-壓克力共單體I、100g之矽壓克力共單體(如反應式(10)所示)、39g之二氧化矽以及6g之光起始劑I-184並將上述材料置於一容器中，於常溫常壓下利用機械攪拌器攪拌並混合上述材料而得到一封裝材料組成物。接著臨場地(in-situ)藉由一微波(microwave)反應器(其功率約為800W)施行一微波程序以微波此封裝材料組成物10分鐘，之後放置至室溫後，加入6g之I-250(Ciba Co.；光起始劑)與1g之Tinuvin 622(Ciba Co.；抗氧化劑)進而合成製備出一壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物IMW。在此，上述封裝材料組成物係依照下述反應式(10)所示反應而聚合成為此共聚物(其中x、y、z代表單體之重複數目)。
接著將實施例4所製得之壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物I MW同比較例1之方式進行物性量測，所得到的結果如表三與表四所示。
由表三結果可知聚合程序使用in-situ紫外光(實施例3)以及in-situ微波(實施例4)所得之封裝材料的黏度比藉由加熱程序所得之封裝材料的黏度高。
表四：封裝材料之物理性質
由表四結果可知封裝材料包含的樹脂單體由環氧-壓克力樹脂單體、矽壓克力樹脂單體及雙官能基氨酯壓克力樹脂單體共同組成(實施例1、2、3及4)其黏著強度與折射率都相對較佳。而其中聚合程序使用in-situ紫外光(實施例3)以及in-situ微波(實施例4)所得之封裝材料的黏著強度與折射率更佳。
【實施例5】
將形成有氧化銦錫(ITO)層102之一玻璃基板100(5Ω/□)浸泡含丙酮、甲醇及去離子之潔淨溶液(重量比=2:1:1)後以超音波洗淨五分鐘。之後以氧氣電漿(O2 plasma)處理90秒後，採用蒸鍍方式依序ITO層102上形成一電子傳輸層104(採用NPB材料，厚度為50奈米)、一發光層106(採用Alq3，厚度為50奈米)、一電子注入層108(採用氟化鋰，厚度為3奈米)以及一陰極110(採用鋁，厚度為80奈米)。接著以旋轉塗佈方式將前述實施例4所製備得到之壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物I MW作為封裝材料而將之塗佈至陰極110上並包覆上述堆疊膜層之側壁(Stage I:1500r.p.m. 20秒；stage II:3500r.p.m. 30秒)，接著以紫外光照射上述封裝材料10秒以固化之因而於上述堆疊膜層之頂面及側壁表面上形成一封裝層170，並完成了有機發光二極體(OLED)裝置之封裝，如第1圖所示。在此，有機發光二極體裝置可朝向遠離玻璃基板100之方向發出如綠光之一光線180
由表五結果可知，相較於商品材料EPO-TEK OG112-4聚合程序使用in-situ微波並包含由環氧-壓克力樹脂單體、矽壓克力樹脂單體及雙官能基氨酯壓克力樹脂單體共同組成的樹脂單體的封裝材料(實施例4)，在OLED應用上亮度之半衰減期更長，進而增加元件使用壽命。
【實施例6】
採用如前述實施例5之製備步驟，僅將玻璃基板100替換成為PET(polyethylene terephthalate)基板200，因而完成了可撓式有機光二極體裝置之封裝。在此，於第2圖中，可撓式有機發光二極體(OLED)裝置內之構件除了PET基板200之外皆與實施例5相同，此些構件於第2圖內之標號係採用第1圖內之標號加上100表示，其代表了相同之構件。此外，如第2圖所示，可撓式有機發光二極體(OLED)裝置可朝向遠離PET基板200之方向發出如綠光之一光線280。
由表六結果可知，相較於商用產品EPO-TEK H20S，聚合程序使用in-situ微波並包含由環氧-壓克力樹脂單體、矽壓克力樹脂單體及雙官能基氨酯壓克力樹脂單體共同組成的樹脂單體的封裝材料(實施例4)，在可撓式有機發光二極體應用上半衰減期更長，進而增加元件使用壽命。
【實施例7】
將螢光粉(Nichia公司產製)各自摻混於實施例1、3及4所製備得到之聚合物之封裝材料中(重量比為螢光粉：共聚物=16:84)。接著將上述材料各自倒入裝置有藍光晶片304(厚度為460奈米，15mil square大小，Tekcore Co.,Taiwan產製)的支架302之一部上，其中藍光晶片304係透過銲線306連結於支架302之另一部。然後以UV光固化上述混合材料一分鐘。接著將裝置有藍光晶片304與螢光粉之封裝材料放入砲彈型透光外殼300內。接著將上述三種共聚物材質之封裝層370各自完全填滿砲彈型外殼300之內部並以UV光照射上述材料5分鐘以固化之，進而完成了一砲彈型發光二極體的建構，如第3圖所示。此外，如第3圖所示，砲彈型發光二極體可朝向遠離支架302之方向發出如白光之一光線380。在此，矽壓克力-聚氨酯-壓克力共聚物材質之封裝層370於固化仍保85%以上之透光率，不會劣化砲彈型發光二極體之發光效率。
由表七結果可知，相較於商用產品Dow Corning SR 7010(Dow Chemical Co.)，由環氧-壓克力樹脂單體、矽壓克力樹脂單體及雙官能基氨酯壓克力樹脂單體共同組成的樹脂單體的封裝材料，在發光二極體應用上半衰減期更長，進而增加元件使用壽命。其中又以聚合程序使用in-situ微波(實施例4)效果最佳。
【實施例8】
將ITO玻璃(5Ω/□)400浸泡含丙酮、甲醇及去離子之潔淨溶液(重量比=2:1:1)後以超音波洗淨五分鐘。之後以氧氣電漿(O2 plasma)處理90秒後，採用旋轉塗佈方式依序於ITO玻璃400上形成一電洞傳輸層402(採用PEDOT材料)以及一主動層404(採用P3HT/PCBM材料，重量比為1:1)。上述膜層之旋轉塗佈條件為電洞傳輸層402 stage I:1500r.p.m. 20秒；stage II:3500r.p.m. 30秒，主動層404為stage I:1000r.p.m. 20秒；stage II:2000r.p.m. 30秒。接著採用蒸鍍方式依序形成一電子注入層406(採用氟化鋰)以及一陰極408(採用鋁)於主動層404上。接著以旋轉塗佈方式將前述實施例4所製備得到之壓克力/環氧/聚氨酯/矽壓克力共聚物I MW作為封裝材料而將之塗佈至陰極408上並包覆上述堆疊膜層之側壁(旋轉塗佈條件為stage I:1500r.p.m. 20秒；stage II:3500r.p.m. 30秒)，接著以紫外光照射上述封裝材料10秒以固化之因而於上述堆疊膜層之頂面及側壁表面上形成一封裝層470，並完成了有機太陽能電池裝置之封裝，如第4圖所示。在此，有機太陽能電池裝置可透過ITO玻璃400以接收外來之光線480。
由表十結果可知，相較於商用產品EPO-TEK OG112-4，聚合程序使用in-situ微波並包含由環氧-壓克力樹脂單體、矽壓克力樹脂單體及雙官能基氨酯壓克力樹脂單體共同組成的樹脂單體的封裝材料(實施例4)具有優異阻水阻氣性質，在有機太陽能電池裝置應用上，可使轉換效率的衰減速度明顯降低，元件使用壽命大幅提升。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．玻璃基板
102、202．．．ITO層
104、204．．．電子傳輸層
106、206．．．發光層
108、208．．．電子注入層
110、210．．．陰極
170、270、370、470．．．封裝層
180、280、380、480．．．光線
200．．．PET基板
300．．．砲彈型透光外殼
302．．．支架
304．．．藍光晶片
306．．．銲線
400．．．ITO玻璃
402．．．電洞傳輸層
404．．．主動層
406．．．電子注入層
408．．．陰極
第1圖顯示依據本發明一實施例之有機發光二極體裝置；
第2圖顯示依據本發明一實施例之可撓式有機發光二極體裝置；
第3圖顯示依據本發明一實施例之砲彈型發光二極體裝置；以及
第4圖顯示依據本發明一實施例之有機太陽能電池裝置。
100．．．玻璃基板
102．．．ITO層
104．．．電子傳輸層
106．．．發光層
108．．．電子注入層
110．．．陰極
170．．．封裝層
180．．．光線

Claims (22)

  1. 一種封裝材料組成物，包括：(a)100重量份之樹脂單體，包括(a1)環氧-壓克力(Epoxy-Acrylics)樹脂單體、(a2)矽壓克力樹脂單體及(a3)雙官能基氨酯壓克力(urethane-diacrylics)樹脂單體；(b)0.1-15重量份之填充料；以及(c)0.1-5重量份之起始劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中該封裝材料組成物在25℃下具有介於1~100,000cps之黏度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中該封裝材料組成物具有高於85%之透光率。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中樹脂單體莫耳比例(a1)：(a2)：(a3)=1：1~3：1~3。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中該環氧-壓克力樹脂單體具有以下化學式： 其中，R1 與R2 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基或含碳數介於1~12之環烷氧基。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中該雙官能基氨酯壓克力單體具有以下化學式： 其中，R3 、R4 與R5 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基或含碳數介於1~12之環烷氧基；R6 與R7 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基、含碳數介於1~12之環烷氧基或氫。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中該矽壓克力樹脂單體具有以下化學式： 其中R8 、R9 、R10 、R11 和R12 各自獨立地為苯基、含碳數介於1~12之烷苯基、含碳數介於1~12之烷基、含碳數介於1~12之醚基、含碳數介於1~12之烷氧基或含碳數介於1~12之環烷氧基。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中該填充料包括氧化金屬、鹵素化金屬或氮化金屬。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其中該起始劑包含(c1)光起始劑與(c2)熱起始劑。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之封裝材料組成物，其中該熱起始劑包括自由基引發劑。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之封裝材料組成物，其中該自由基引發劑是過氧化物或偶氮化合物。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之封裝材料組成物，其中該光起始劑包括：陽離子起始劑或環戊二烯過渡金屬錯合物。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之封裝材料組成物，其係用於一光電元件之封裝。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之封裝材料組成物，其中該發光元件為有機發光二極體、無機發光二極體、或太陽能電池。
  15. 一種封裝材料之製造方法，包括：提供如申請專利範圍第1-14項任一項之封裝材料組成物；以第一程序聚合該封裝材料組成物，其中該第一程序包括：加熱程序、紫外光照射程序、微波程序、或前述之組合；以及以第二程序固化該封裝材料組成物，以形成該封裝材料，其中該第二程序包括：照光程序。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之封裝材料之製造方法，其中該加熱程序之施行時間介於1~100小時。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之封裝材料之製造方法，其中該加熱程序之溫度為介於60~150℃。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之封裝材料之製造方法，其中該紫外光照射程序之施行時間介於1~200分鐘。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之封裝材料之製造方法，其中該紫外光照射程序之功率為介於1~10,000瓦特。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之封裝材料之製造方法，其中該微波程序之施行時間介於1~200分鐘。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之封裝材料之製造方法，其中該微波程序之功率為介於1~20,000瓦特。
  22. 如申請專利範圍第15項所述之封裝材料之製造方法，其中該照光程序光源為一紫外光光源、一可見光光源或一紅外光光源。
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