[发明专利]封装材料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种封装材料组合物，特别涉及一种抗热黄变的封装材料组合物，其可用于固态发光器件的透明封装材料。

背景技术

近年来发光二极管(Light emitting diode，简称LED)已逐渐应用于显示器背光源、车用光源、大型显示看板与一般照明光源，而其中对高亮度LED的需求更是日益增加。由于发光器件用的封装材料必须具备均相及高光学透光性，且必须通过长期高温储放测试，因此，高亮度LED的封装材料必须克服大电流所衍生出来的高操作温度导致热黄化等问题，而目前应用在LED封装材料的环氧树脂有严重热黄变的问题，在长时间热老化测试(Long term thermal aging)中，封装材料黄化会造成短波段光穿透度大幅下降，影响材料透光度并造成色偏移，因此环氧树脂应用在高功率高操作温度环境下有很大的限制。

传统透明封装材料如环氧树脂抗黄变的方式为添加抗氧化剂，其作用为去除氧化过程中的过氧化自由基以终止连锁反应，或是分解氧化过程中的氢过氧化物，达到减缓高分子裂化速度，但LED有长时间使用的需求，实验上发现，单靠抗氧化剂作为LED封装材料高温长时间抗热黄变的解决方式并不够，且适合于LED透明封装产品使用的抗氧化剂的种类选择性也很少，且部分种类的抗氧化剂挥发性高，在材料之中易有迁移现象发生。

除了抗氧化剂之外，在美国专利6,632,592B2及2005/0282976A1中还提及以有机硅环氧树脂(silicone epoxy)作为封装材料，但是其所使用的有机硅环氧树脂的含量皆很高(高于40重量％)，由于有机硅环氧树脂的材料昂贵，因此在实际应用及成本上是个瓶颈；另外，有机硅环氧树脂还有加工时效性过短，硬化后硅氧烷(siloxane)材料玻璃转化温度(Tg)不高，对LED器件保护不足等问题，因此不利于高亮度LED的封装。

另外，在美国专利6,507,049B1中则提出以环硼氧烷(boroxine)作为催化剂，取代一般封装材料配方中的酸酐硬化剂，其可以有效减低材料硬化后因酸酐硬化剂黄变的情形，降低黄变系数及可见光低波段(400-530nm)的吸收度，但含有此催化剂的封装材料其硬化条件一定要经过25℃下16小时的预硬化(precure)，此硬化时间太长，不利于大量生产，在应用上有困难。

因此，产业界亟需一种封装材料的配方，其可以应用于固态发光器件的透明封装材料，并且在长时间高温下可抗热黄变，同时其成本较低，可大量应用于LED的封装。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种封装材料的配方，其可克服传统环氧树脂材料抗黄变的技术、成本及制程等应用上的瓶颈，并且可在长时间高温下具有优异的抗热黄变效果，适合大量应用于固态发光器件如LED的透明封装材料上。

为达上述目的，本发明提供一种封装材料组合物，包括：(a)20～60重量％非硅氧烷的液态双官能基环氧树脂；(b)5～50重量％芳香族硅氧烷结构占1～45重量％的硅氧烷环氧树脂，且其重均分子量为900～5000g/摩尔；以及(c)27～45重量％酸酐硬化剂。

此外，本发明又提供一种封装材料组合物，包括：(a)30～50重量％非硅氧烷的液态双官能基环氧树脂；(b)5～10重量％脂环族硅氧烷酸酐硬化剂；以及(c)27～45重量％酸酐硬化剂。

为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合附图，作详细说明如下：

具体实施方式

本发明主要是用于发光器件例如LED的封装材料组合物，其具有抗热黄变的效果。本发明以一般常用的环氧树脂为主体，搭配少数与环氧树脂兼容性佳的硅氧烷环氧树脂，进行主要结构耐热程度的增强，其可避免环氧树脂与大部分硅氧烷环氧树脂不兼容而需要溶剂辅助的缺点，在不需使用溶剂的情况下，提高材料本身的耐热特性，达到抗热黄变的要求。

在高分子主体上加入硅氧烷结构，其主要目的是利用硅氧键的高键结能，硅氧键能为455KJ/mol，比起C-C键的346KJ/mol及C-O键的258KJ/mol都强，使得硅氧化合物比碳氧化合物具有更高的热稳定性，而硅氧键上的极性或部分离子特性，也使得硅原子上的甲基比碳上的甲基具有更高的热稳定性与抗氧化性；另一方面由于Si-O键的距离为0.64nm，可使聚合物分子骨干中的空间距离增加，骨干更柔软。所以，硅氧烷化合物是一种具有热稳定性、抗氧化性、良好的透氧性、电绝缘性、耐候性佳及低应力化的材料，对于增韧环氧树脂及降低内应力方面极具发展潜力。