[发明专利]用于封装LED的材料

说明书

本发明涉及复合材料，其含有含聚硅氧烷的基体、分散剂以及分散的具有在微米至纳米范围内的直径的颗粒，其中(a)含聚硅氧烷的基体至少在未硬化的状态具有比分散剂更高的折射率和更高的表面张力，使用至少两种不同的硅烷组成，并且具有芳族基团及有机基团，后者是经由桥接剂彼此可桥接的，其中芳族基团及有机可桥接基团均经由碳键结在硅原子上，其中所述基体额外地包含具有至少两个用于将有机可桥接基团桥接的反应性基团的桥接剂及在需要时存在的桥接反应所需的催化剂，因而所述有机可桥接基团在硬化状态下至少部分地通过加成反应与桥接剂反应，及(b)所述分散剂具有通过热和/或在光的作用下有机可交联的基团或Si–H基，以及(ii)芳族基团，其中将具有在微米至纳米范围内的直径的颗粒首先与分散剂混合，并将所产生的混合物与含聚硅氧烷的基体合并，其条件是，在所述复合物的芳族基团中没有苯乙烯基，或者基于所述复合物中芳族基团的总摩尔量，苯乙烯基的比例小于5摩尔％，优选小于1摩尔％；以及通过硬化由此制得的复合物。此外，本发明还提供用于制备所述复合材料和所述复合物的方法。

技术领域

本发明涉及主要适合作为LED的封装材料并且具有基体、嵌入基体中的颗粒以及分散剂的复合物，其中所述分散剂包裹着在基体中分散的颗粒。

背景技术

在LED应用中通常的问题是半导体光源的光提取效率(Light extractionefficiency；LEE)过低。这特别是由在LED芯片的半导体材料与LED周围的空气之间的高的折射率差异引起的。由于所述差异，大部分的发射的光线由于全反射而在内部反射，并不是如所期望地射出。因此降低了LED的亮度和效率。被锁闭的光线的另一个非期望的后果可以是发热增多，这同样降低提取效率，也称作转换效率，并且会导致加剧的元件劣化(减小的器件可靠性)。将由LED射出的通常为蓝色或冷色的光线转化成较暖的波长较长的光线的可能性同样是值得期待的。

为了使在芯片与空气之间的非期望的高的折射率反差减小，通常用封装材料封装LED芯片。典型的封装材料在此目前是基于环氧化物或聚硅氧烷的系统。基于环氧化物的树脂的优点在此特别是在于该材料在壳体材料上良好的粘着性、高的透明度、比较高的折射率和低的成本。由此使其很好地适合于低能耗LED。与此不同，聚硅氧烷与环氧化物系统相比虽然比较昂贵并且通常具有略微更低的折射率；但是其通常具有更高的热稳定性，因此其更经常地还用于高能耗LED应用中。

高折射率的聚硅氧烷实现由约1.45至约1.54或1.55的折射率。但是这些折射率仍然明显低于LED的发射材料的折射率(通常例如为GaN，n＝2.47@460nm)。因此，LEE仅通过用该材料进行封装总是仍然不令人满意的。

其他技术领域，例如OLED应用、光伏应用、显示器产业中的投影仪及所有的光学和光电子系统，其中采用更高的温度(例如>150℃持续负载)或高的光功率(例如>40mW/cm²@405nm)，也需要高折射率的、透明的、热稳定且光稳定的材料作为封装材料。在这些领域中实现材料的尽可能高的折射率也是值得期待的。

目前例如通过添加分子无机组分，特别是(过渡)金属化合物，增大封装材料的折射率，这是因为其通常具有高的折射率。除了通过在分子水平嵌入例如钛(IV)化合物或锆(IV)化合物(例如参见Y.Lai,“Highly transparent thermal stable silicone/titaniahybrid with high refractive index for LED encapsulation”,J.Coat.Technol.Res.2015,12(6),1185-1192或US 2010/025724 A1)以提高基体的折射率并且制备杂化聚合物树脂的策略，还可以通过添加无机纳米颗粒(例如氧化物或硫化物)增大封装材料的折射率。在此前提条件是，纳米颗粒的尺寸明显小于相应的光线的波长，以尽可能最大程度避免散射过程。散射特性和折射率增大是纳米颗粒在封装基体(复合物系统)中的两个互补的潜在的性质。