利用多层含硅密封剂制备发光器件的方法技术

本文公开了一种制备ＬＥＤ发光器件的方法。所述方法包括：通过使ＬＥＤ与第一密封剂或第一可光聚合的组合物接触，然后使所述第一密封剂与第二可光聚合的组合物接触，从而形成与ＬＥＤ接触的多层密封剂，所述第一密封剂为有机硅凝胶、硅橡胶胶料、有机硅液、有机基硅氧烷、聚硅氧烷、聚酰亚胺、聚磷腈、溶胶－凝胶组合物。每种可光聚合的组合物包含含硅的树脂和含金属的催化剂，所述含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团。施加具有７００ｎｍ或更小波长的光化辐射，以开始在所述含硅的树脂内的硅氢化反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及制备发光器件的方法，并且更具体地讲，涉及制备具 有发光二极管(LED)和多层含硅密封剂的发光器件的方法。
技术介绍
可以多种构造来制备LED发光器件，多种所述构造可结合一或两 条导电金属线材，该导电金属线材将半导体或LED晶粒连接至LED包 装基座中的电极。线材与电极和/或LED晶粒的结合点己知是LED发 光器件的故障点，因此，必须小心处理器件以避免破坏引线键合。通 常用透明的有机树脂封装LED晶粒，这种方法既能增加从晶粒中提取 的光量也能保护晶粒免受物理破坏。一般来讲，存在着对于可用作LED发光器件密封剂的透明有机树 脂的需求。为了加快制造(縮短时间)并降低器件总成本，希望获得 具有相对快速固化机制的树脂。
技术实现思路
本文公开了一种制备发光器件的方法。在一个方面，该方法包括 提供发光二极管；以及形成与发光二极管接触的多层密封剂，其中形 成多层密封剂包括使发光二极管与第一密封剂接触，该第一密封剂 包括有机硅凝胶、硅橡胶胶料、有机硅液、有机基硅氧烷、聚硅氧烷、 聚酰亚胺、聚磷腈、或溶胶-凝胶组合物；使第一密封剂与可光聚合的组合物接触，该可光聚合的组合物包括含硅的树脂和含金属的催化剂，含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；并且施加具有700nm或更小波长的光化辐射，以开始在含硅的树脂内的硅氢化反应，从而形成第二密封剂。在另一方面，该方法包括提供发光二极管；以及形成与发光二 极管接触的多层密封剂，其中形成多层密封剂包括使发光二极管与 第一可光聚合的组合物接触，该可光聚合的组合物包括第一含硅的树 脂和第一含金属的催化剂，第一含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族 不饱和基团；并且使第一可光聚合的组合物与第二可光聚合的组合物 接触，该第二可光聚合的组合物包括第二含硅的树脂和第二含金属的 催化剂，第二含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；以及 施加具有700nm或更小波长的光化辐射，以开始在第一和第二含硅的 树脂内的硅氢化反应，从而分别形成第一和第二密封剂。在又一个方面，该方法包括提供发光二极管；以及形成与发光 二极管接触的多层密封剂，其中形成多层密封剂包括使发光二极管与第一可光聚合的组合物接触，该第一可光聚合的组合物包括第一含 硅的树脂和第一含金属的催化剂，第一含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；并且使第一可光聚合的组合物与第二可光聚合的 组合物接触，该第二可光聚合的组合物包括第二含硅的树脂和第二含 金属的催化剂，第二含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团； 并且使第二可光聚合的组合物与第三可光聚合的组合物接触，该第三 可光聚合的组合物包括第三含硅的树脂和第三含金属的催化剂，第三 含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；以及施加具有700nm或更小波长的光化辐射，以开始在第一、第二、和第三含硅的树脂内 的硅氢化反应，从而分别形成第一、第二和第三密封剂。本文所公开的方法提供的LED发光器件具有多种优点。通过对材 料的适当选取，可对第一和第二密封剂的特性分别进行调节以便为器件提供改善的光化学稳定性和热稳定性、抗物理缺陷性、延长的使用 寿命、和提高的光学效率。本专利技术的这些方面以及其它方面在下面的具体实施方式中将显而 易见。然而，在任何情况下上述
技术实现思路
都不应理解为是对受权利要 求书保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求的限定，在专利申 请过程中可以对其进行修正。附图说明图1为本领域己知的LED发光器件的示意图。图2和图3为如本文所公开的示例性LED发光器件的示意图。具体实施例方式图1示出了 LED发光器件10，其中LED晶粒用密封剂进行封装。 LED晶粒11安装在金属化触体12a上，该触体设置在反射杯14的基 底13上。LED晶粒11在其底表面上有一个电触点并且在其上表面有 另一个电触点，后者通过引线键合15连接到独立的金属化触体12b。 可将电源(未示出)连接到金属化触体以便为LED晶粒供能。密封剂 16封装LED晶粒。LED发光器件的已知故障模式(例如图1中所示模式)为当器 件经受多个加热和冷却循环(在超过13(TC的温度下加热，然后冷却至 环境温度)后发生断线。当采用具有高模量和高热膨胀系数的密封剂 时，重复的热循环可使引线键合受应力影响，并且该应力可能最终导 致器件故障。此类密封剂的例子为环氧树脂。对于此类问题的一种解 决方法是使用低模量、弹性体、凝胶状或液体状的硅密封剂，或者甚 至使用分子量很高的液体材料，例如封装芯片和引线键合的硅橡胶胶 料。然而，这些材料还会遇到其它问题，包括在组装、运输或电路板 组装过程中易碎的表面容易损坏，以及在密封剂表面上增多了灰尘的 吸附。为软内层提供硬外层的一种方法即为软凝胶有机硅提供形状合适 的硬外壳，该硬外壳可使用注塑成型工艺单独形成。然而，这种外壳 增加了包装过程的成本和复杂性，例如，需要至少一个另外的拾取和 放置操作。此外，大多数注塑成型的塑料的折射率都显著高于大多数 光稳定有机硅材料的折射率(聚二甲基硅氧烷的折射率为约1.4)。因 此，包装的使用寿命稳定性必须与光学效率相权衡。图2示出了示例性LED发光器件20，该器件包括用多层密封剂封 装的LED晶粒。LED晶粒21安装在金属化触体22a上，该触体设置 在反射杯24的基底23上。LED晶粒21在其底表面上有一个电触点并 且在其上表面有另一个电触点，后者通过引线键合25连接到独立的金 属化触体22b。可将电源(未示出)连接到金属化触体以便为LED晶 粒供能。分别包含第一和第二密封剂26和27的多层密封剂封装LED 晶粒。该多层密封剂具有几个优点。通过对材料的适当选取，可对第一 和第二密封剂的特性分别进行调节。例如，可将第一密封剂设计为保 护第二密封剂免受LED晶粒产生的高热和光的影响。(LED晶粒温度 可高于125'C。)也可选择第一密封剂使得它比第二密封剂软，或使其 具有相对于第二密封剂较低的模量或粘度。这些特性可有助于减少器 件热循环过程中引线键合上的应力的量，使得对引线键合的破坏降到 最低。可选择第二密封剂使得其提供硬外表面，该硬外表面可抗刮擦 和其它类型的物理缺陷，这些物理缺陷可能会影响器件所发射的光的 光学特性。也可以选择第二密封剂使得可减轻现在的商用密封剂所共 有的灰尘吸附问题。另一个优点是第一和第二密封剂还可被用于提高 器件的光学效率，例如，如果第一密封剂的折射率大于第二密封剂的 折射率。在一个实施例中，该方法包括提供发光二极管；以及形成与发光二极管接触的多层密封剂，其中形成多层密封剂包括使发光二极 管与第一密封剂接触，该第一密封剂包括有机硅凝胶、硅橡胶胶料、 有机硅液、有机基硅氧垸、聚硅氧烷、聚酰亚胺、聚磷腈或溶胶-凝胶 组合物；使第一密封剂与可光聚合的组合物接触，该可光聚合的组合 物包括含硅的树脂和含金属的催化剂，含硅的树脂包含硅键合的氢和 脂肪族不饱和基团；并且施加具有700nm或更小波长的光化辐射，以 开始在含硅的树脂内的硅氢化反应，从而形成第二密封剂。第一密封剂的适用材料包括热稳定、光化学稳定、本质上透光和 无色的材料。本文中，热稳定是指材料在长时间暴露于热的情况下、 尤其是相对于有色的或吸收光的降解产物的形成来说，不发生化学降 解。本文中，光化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备发光器件的方法，所述方法包括：　提供发光二极管；以及　形成与所述发光二极管接触的多层密封剂，其中形成所述多层密封剂包括：　使所述发光二极管与第一密封剂接触，所述第一密封剂包含有机硅凝胶、硅橡胶胶料、有机硅液、有机基 硅氧烷、聚硅氧烷、聚酰亚胺、聚磷腈、或溶胶－凝胶组合物；　使所述第一密封剂与可光聚合的组合物接触，所述可光聚合的组合物包含含硅的树脂和含金属的催化剂，所述含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；以及　施加具有７００ｎｍ或更小 波长的光化辐射，以开始在所述含硅的树脂内的硅氢化反应，从而形成第二密封剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-5-17 60/747,516;US 2007-4-30 11/741,8081. 一种制备发光器件的方法，所述方法包括提供发光二极管；以及形成与所述发光二极管接触的多层密封剂，其中形成所述多层密封剂包括使所述发光二极管与第一密封剂接触，所述第一密封剂包含有机硅凝胶、硅橡胶胶料、有机硅液、有机基硅氧烷、聚硅氧烷、聚酰亚胺、聚磷腈、或溶胶-凝胶组合物；使所述第一密封剂与可光聚合的组合物接触，所述可光聚合的组合物包含含硅的树脂和含金属的催化剂，所述含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；以及施加具有700nm或更小波长的光化辐射，以开始在所述含硅的树脂内的硅氢化反应，从而形成第二密封剂。2. 根据权利要求l所述的方法，其中所述第一密封剂包含有机基 硅氧烷，所述有机基硅氧烷包含三甲基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧 院。3. 根据权利要求1所述的方法， 族不饱和基团存在于相同的分子中。4. 根据权利要求1所述的方法， 族不饱和基团存在于不同的分子中。5. 根据权利要求1所述的方法， 有机基硅氧烷。6. 根据权利要求1所述的方法， 具有下式单元的有机基硅氧烷其中所述硅键合的氢和所述脂肪其中所述硅键合的氢和所述脂肪其中所述可光聚合的组合物包含其中所述可光聚合的组合物包含R aR bSiO(4-a—b)/2其中Ri为一价、直链、支链或环状、未取代或取代的烃基，所述烃基 不含脂肪族不饱和基团并具有1至18个碳原子；W为一价烃基，该一价烃基具有脂肪族不饱和基团以及2至10 个碳原子；a为0、 1、 2、或3;b为0、 1、 2、或3;并且a+b的和为0、 1、 2、或3;条件是每个分子中平均存在至少一个R2。7. 根据权利要求6所述的方法，其中至少20摩尔％的所述W基 团为芳基、芳烷基、垸芳基、或它们的组合。8. 根据权利要求l所述的方法，其中所述可光聚合的组合物包含 具有下式单元的有机基硅氧垸R、HcSiO(4-a-c)/2其中W为一价、直链、支链或环状、未取代或取代的烃基，所述烃基 不含脂肪族不饱和基团并具有1至18个碳原子； a为0、 1、 2、或3; c为0、 1、或2;并且 a+c的和为0、 1、 2、或3;条件是每个分子中平均存在至少一个硅键合的氢。9. 根据权利要求8所述的方法，其中至少90摩尔。/。的所述Ri基团为甲基。10. 根据权利要求1所述的方法，其中所述硅键合的氢和所述脂 肪族不饱和基团以0.5至10.0的摩尔比存在。11. 根据权利要求1所述的方法，其中所述含金属的催化剂选自 由以下物质组成的组Pt(II) e-二酮络合物、(qS-环戊二烯基)三(0 -脂肪族)铂络合物和&-2()-芳基取代的(115-环戊二烯基)三(0 -脂肪族)铂 络合物。12. 根据权利要求1所述的方法，其中所述可光聚合的材料包含 一种或多种添加剂，所述添加剂选自由下列物质组成的组非吸收性 金属氧化物颗粒、半导体颗粒、无机发光材料、敏化剂、抗氧化剂、 颜料、光引发剂、催化剂抑制剂、以及它们的组合。13. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一密封剂具有大于 所述第二密封剂的折射率。14. 根据权利要求1所述的方法，其中施加光化辐射包括激发所述发光二极管。15. —种使用根据权利要求1所述的方法制备的发光器件。16. —种制备发光器件的方法，所述方法包括 提供发光二极管；以及形成与所述发光二极管接触的多层密封剂，其中形成所述多层密 封剂包括使所述发光二极管与第一可光聚合的组合物接触，所述第一可光 聚合的组合物包含第一含硅的树脂和第一含金属的催化剂，所述第一 含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；以及使所述第一可光聚合的组合物与第二可光聚合的组合物接触，所 述第二可光聚合的组合物包含第二含硅的树脂和第二含金属的催化 剂，所述第二含硅的树脂包含硅键合的氢和脂肪族不饱和基团；以及施加具有700nm或更小波长的光化辐射，以开始在所述第一和第 二含硅的树脂内的硅氢化反应，从而分别形成第一和第二密封剂。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一含硅的树脂的所 述硅键合的氢和所述脂肪族不饱和基团存在于相同的分子中。18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一含硅的树脂的所 述硅键合的氢和所述脂肪族不饱和基团存在于不同的分子中。19. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一可光聚合的组合 物包含有机基硅氧烷。20. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一可光聚合的材料 包含具有下式单元的有机基硅氧烷<formula>formula see original document page 5</formula>其中Ri为一价、直链、支链或环状、未取代或取代的烃基，所述烃基不含脂肪族不饱和基团并具有1至18个碳原子；R为一价烃基，该一价烃基具有脂肪族不饱和基团以及2至10 个碳原子；a为0、 1、 2、或3;b为0、 1、 2、或3;并且a+b的和为0、 1、 2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：D斯科特汤姆森，拉里D伯德曼，凯瑟琳A莱瑟达勒，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]