摘要： 

本发明公开了一种发光二极管封装材料及封装成型方法，包括：步骤一，第i层封装硅胶的制备（1≤i≤n-1）：1）：分别制备包括乙烯基聚硅氧烷、光固化树脂和、催化剂的A组分、制备包括乙烯基聚硅氧烷、交联剂和抑制剂的B组分，再称取包括光引发剂的C组分，A组分、B组分和C组分混合，真空脱泡，于待封装件上，光固化成凝胶；层层固化，得到折射率逐渐变小的多层凝胶封装的封装体；将多层凝胶封装的封装体加热使每层封装硅胶彻底固化，获得梯度折射率材料封装体，每层硅胶折射率的大小为：1>2>3>i…>n，荧光粉夹层在上述封装层中的任何一层之中，即封装成型。本发明的材料及封装方法能有效提高LED芯片的光取出效率，并且具有很高的封装效率。

技术领域

[0001] 本发明属于半导体技术领域，特别是指一种发光二极管（LED）封装材料及封装成型技术。

背景技术

[0002] LED芯片发出的光需要透过封装材料后进入空气中，一般LED芯片的折射率为2.4，远高于封装胶的折射率，部分光线经过LED芯片/封装材料界面时会发生全反射而重新回到芯片内部(图1)，因此提高封装胶的折射率有利于降低光线在芯片/封装材料界面的全反射从而提高LED的发光效率。目前的许多工作都专注于提高封装胶的折射率，对封装硅胶而言，通过在高分子链上引入苯基基团来可以提高封装硅橡胶的折射率，前已经制备出折射率大于1.5的封装材料。但是，封装胶的折射率大于空气折射率（空气折射率为
1），光线在封装胶/空气界面也会发生全反射，随着封装胶折射率的提高，光线在封装胶/空气界面发生全反射的比例也会增加，因此单纯地提高封装材料的折射率并不能有效地提高LED的出光效率，为此有研究者提出采用由内到外折射率逐渐减小的多层封装形式来提高LED的发光效率。但现有技术中由于受到封装材料的限制，多层封装时往往是先封装一层，等固化后再涂覆另一层，这样做会存在两个问题：一是LED的封装时间会增加，大大降低封装效率；二是封装材料层与层之间的折射率呈现阶跃式变化，光线仍会在两层封装材料之间发生全反射，不利于光线的取出。

发明内容

[0003] 本发明为了解决封装材料及封装方法对LED发光效率提高的限制问题，提供了一种梯度折射率LED封装材料及其封装成型方法。

[0004] 本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

[0005] 一种发光二极管封装材料，该材料包括下述重量份数的原料：

[0006] A组分 100份；

[0007] B组分 100份；

[0008] C组分 0.01-0.2份；

[0009] 所述A组分包括重量份数为79-98份、苯基含量为Vi乙烯基的乙烯基聚硅氧烷、20-1份、苯基含量为Vi光固化的光固化树脂和0.1-1份催化剂；

[0010] 所述B组分包括重量份数为79-98份、苯基含量为Vi乙烯基的乙烯基聚硅氧烷、20-1份、苯基含量为Vi交联剂交联剂和0.1-1份抑制剂；

[0011] 所述C组分为光引发剂；

[0012] 所述A组分、B组分和C组分构成发光二极管封装层数n-1层中的封装胶材料，所述A组分中除去光固化树脂与B组分构成发光二极管封装层数n层中的封装胶材料；

[0013] 所述发光二极管封装层数n-1层中，同层中苯基含量Vi乙烯基相匹配，同层中Vi交联剂=Vi乙烯基=Vi光固化；相邻层间苯基含量Vi乙烯基不同，由不同层间苯基含量Vi乙烯基、Vi交联剂和Vi光固化不同构成发光二极管硅胶折射率由内至外呈依次递减顺序。

[0014] 进一步地，所述乙烯基聚硅氧烷结构如下式所示：

[0015]

[0016] 分子式1

[0017] x,y,z为大于或等于0的整数，分别代表单体1、单体2和单体3在高分子链中的含量。

[0018] 进一步地，所述光固化树脂为丙烯酸酯（分子式2）、乙烯基醚（分子式3）改性聚硅氧烷中的一种：

[0019]

[0020] 分子式2

[0021]

[0022] 分子式3

[0023] 式中x、y、z为大于等于0的整数，分别代表单体1、单体2和单体3在高分子链中的含量。

[0024] 进一步地，所述交联剂为含有硅氢的聚硅氧烷，其结构如下式所示：

[0025]

[0026] 分子式4

[0027] 式中x、y、z为大于等于0的整数，分别代表单体1、单体2和单体3在高分子链中的含量。

[0028] 进一步地，所述单体1、单体2和单体3分别为如下所示结构：

[0029]

[0030] 式中，R1，R2分别为Cl，OCH3，或OCH2CH3基团中的一种；

[0031] 合成过程中通过调整上述单体的添加比例来调节分子式1、分子式2、分子式3或分子式4中x、y、z的大小，以获得不同折射率的乙烯基树脂、光固化树脂或交联剂。

[0032] 进一步地，所述催化剂为铂络合物，为氯铂酸、H2PtCl6的异丙醇溶液、H2PtCl6的四氢呋喃溶液、Pt(PPh3)4、Cp2PtCl2、铂-甲基乙烯基硅氧烷配合物、铂-邻苯二甲酸二乙酯配合物、双环戊二烯二氯化铂、二氯双（三苯基膦）的铂络合物中的一种或几种混合物。

[0033] 进一步地，所述抑制剂为喹啉、吡啶、叔丁基过氧化氢、丙炔醇、乙炔基环己醇或四甲基丁炔醇中的一种或几种混合物；

[0034] 所述光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α,α-二乙氧基苯乙酮或二苯甲酮中的一种或几种。

[0035] 相应地，本发明还给出了利用发光二极管封装材料进行封装成型的方法，包括下述步骤：

[0036] 步骤一，第i层封装硅胶的制备（1≤i≤n-1）：

[0037] 1）制备A组分：

[0038] 将重量份数为79-99份、苯基含量为Vi乙烯基的乙烯基聚硅氧烷，20-1份、苯基含量为Vi光固化的光固化树脂和0.1-1份的铂催化剂，依次加入搅拌机内，在氮气气氛下混合搅拌均匀，即得；

[0039] 2）制备B组分：

[0040] 将重量份数为79-98份、苯基含量为Vi乙烯基的乙烯基聚硅氧烷，20-1份、苯基含量为Vi交联剂的交联剂、0.1-1份的抑制剂，依次加入搅拌机内，在氮气气氛下混合搅拌均匀，即得；

[0041] 3）称取C组分：

[0042] 称取0.01-0.2份C组分的光引发剂，备用；

[0043] 步骤二，第n层封装硅胶的制备：

[0044] 1）制备A组分：

[0045] 将重量份数为99-99.9份、苯基含量为Vn乙烯基的乙烯基聚硅氧烷和0.1-1份的铂催化剂，依次加入搅拌机内，在氮气气氛下混合搅拌均匀，即得；

[0046] 2）制备B组分：

[0047] 将重量份数为79-98份、苯基含量为Vn乙烯基的乙烯基聚硅氧烷，20-1份、苯基含量为Vn交联剂（Vn交联剂=0）的交联剂和0.1-1份的抑制剂，依次加入搅拌机内，在氮气气氛下混合搅拌均匀，即得；

[0048] 步骤三，梯度折射率材料封装：

[0049] 步骤1：将步骤一中A组分、B组分和C组分按重量份数为100份：100份：0.01-0.2份的比例混合均匀，真空脱泡，点胶或灌胶于待封装件上，紫外光照射使光固化树脂固化，形成凝胶；

[0050] 步骤2：重复步骤1，在凝胶表面涂覆折射率较前层凝胶低一点的含光固化树脂硅胶，紫外光照射后固化形成凝胶，依此方法进行层层固化，由此得到折射率逐渐变小的多层凝胶封装的封装体；

[0051] 步骤3：第n层封装硅胶的涂覆：

[0052] 将步骤二中A组分和B组分按重量比为1:1的配比混合均匀，真空脱泡后点胶或灌胶于前述得到的凝胶表面；

[0053] 步骤4：将多层凝胶封装的封装体加热使每层封装硅胶彻底固化，获得梯度折射率材料封装体，每层硅胶折射率的大小为：1>2>3>i…>n，封装层数n为1-15；将荧光粉夹层在上述封装层中的任何一层之中，即封装成型。

[0054] 进一步地，所述方法中，氮气气氛为高纯氮气，所述真空脱泡时间为20-40分钟，所述紫外固化条件为采用125W高压汞灯照射20-100秒，所述加热固化条件为先在70-90℃加热0.5-1.5小时，再在100-200℃加热0.5-2.5小时。

[0055] 进一步地，所述方法中，苯基含量为Vn乙烯基的乙烯基聚硅氧烷和同层中使用的其它组分乙烯基聚硅氧烷的苯基含量相匹配，第i层中交联剂的苯基含量：Vi交联剂=Vi乙烯基=Vi光固化，计算方法如下式：

[0056] Vi乙烯基=(2x+y)/(x+y+z)

[0057] 式中，Vi交联剂为第i层中的交联剂的苯基含量，Vi乙烯基为第i层中的乙烯基树脂的苯基含量，Vi光固化为第i层中光固化树脂的苯基含量；x、y、z为乙烯基树脂、乙烯基醚或丙烯酸酯改性聚硅氧烷光固化树脂和含有硅氢的聚硅氧烷交联剂中单体1、单体2、单体3的含量；

[0058] Vi乙烯基的范围为0-2之间，所用封装硅胶折射率大小范围为1.3-1.7之间。

[0059] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的材料及封装方法能有效提高LED芯片的光取出效率，并且具有很高的封装效率