專(zhuān)利名稱(chēng)：聚合物及其制造方法,以及包括其的光學(xué)元件及光電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物及包括其的光學(xué)元件及光電裝置，特別涉及一種高折射率 及高透光度聚合物及包括其的光學(xué)元件及光電裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱(chēng)LED)因其具有高亮度、體積小、重量輕、 不易破損、低耗電量和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于各種顯示產(chǎn)品中。發(fā)光二極管(LED)整體的發(fā)光效能主要受到晶片、構(gòu)裝形式與封裝材料所影響。 隨著晶體外延生長(zhǎng)技術(shù)(印itaxy growth technology)的進(jìn)步，晶片內(nèi)部發(fā)光效率已達(dá) 90%以上，不過(guò)礙于構(gòu)裝形式和封裝材料影響，發(fā)光二極管最終外部取光效率僅為30%，足 見(jiàn)構(gòu)裝形式與封裝材料對(duì)發(fā)光二極管亮度的重要性。根據(jù)史奈爾定律，光線(xiàn)自具有高折射 率的區(qū)域行進(jìn)到在某一臨界角度(相對(duì)于表面法線(xiàn)方向)內(nèi)的具有低折射率的區(qū)域，將穿 越較低折射率的區(qū)域。以超過(guò)臨界角度到達(dá)表面的光線(xiàn)將不會(huì)穿出表面，但是會(huì)經(jīng)歷內(nèi)部 全反射(TIR)。在LED的情況中，IlR光線(xiàn)可持續(xù)于LED內(nèi)反射，直到被吸收為止。由于該 反射現(xiàn)象，多數(shù)由現(xiàn)有LED所產(chǎn)生的光線(xiàn)并未發(fā)射出去，降低了本身的效率。以白光發(fā)光二極管為例，晶片折射率為約2 4，如GaN(n = 2.5)及GaP(n = 3. 45)的折射率均遠(yuǎn)高于環(huán)氧樹(shù)脂或硅氧烷樹(shù)脂封裝材料的折射率(n = 1. 40 1. 53)，折 射率差異過(guò)大導(dǎo)致發(fā)生全反射，將光線(xiàn)反射回晶片內(nèi)部而無(wú)法有效導(dǎo)出，因此提高封裝材 料的折射率將可減少全反射的發(fā)生。以藍(lán)光晶片/黃色YAG螢光粉的白光發(fā)光二極管組件 為例，藍(lán)光發(fā)光二極管的晶片折射率為2. 5，當(dāng)封裝材料的折射率從1. 5時(shí)提高至1. 7時(shí)，光 取出效率提高了近30%。因此，提高封裝材料的折射率降低晶片與封裝材料間的折射率差 異來(lái)達(dá)到提高出光效能，是亟待研究的目標(biāo)。為解決上述問(wèn)題，美國(guó)專(zhuān)利US 5，633，331披露了一種具有高折射率的封裝材料， 其由芴碳酸酯(Fluorene Carbonate)高分子與聚砜(Polysulfone)進(jìn)行混摻所得，通過(guò)導(dǎo) 入具有高折射率基團(tuán)的高分子，提高封裝材料的折射率。
權(quán)利要求
1. 一種高折射率及高透光度的聚合物，為以下起始物聚合所得產(chǎn)物，該起始物包括 (a)雙酚芴衍生物單體，包含具有如分子式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物 HO—(CH2CH2O)
2.如權(quán)利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該二異氰酸酯單體包含具 有如分子式(II)所示結(jié)構(gòu)的化合物OCN-A-NCO 分子式(II)其中，A為脂肪族或芳香族基團(tuán)。
3.如權(quán)利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該二異氰酸酯單體包括脂 肪族二異氰酸酯單體、脂環(huán)族二異氰酸酯單體、芳代脂肪族二異氰酸酯單體、芳香族二異氰 酸酯單體、或其混合。
4.如權(quán)利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該二異氰酸酯單體包括 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、1，6_六亞甲基二異氰酸酯、2-甲基五亞甲基-1，5-二異氰酸 酯、2，2，4_和2，4，4_三甲基-1，6-六亞甲基二異氰酸酯、1，12-十二亞甲基二異氰酸酯、 環(huán)己烷-1，3-和-1，4- 二異氰酸酯、1-異氰酸基_3，3，5-三甲基-5-異氰酸基甲基-環(huán)己 烷、全氫_2，4，-和_4，4，- 二苯基甲烷二異氰酸酯、1，4_ 二異氰酸基-2，2，6-三甲基環(huán)己 烷、間和對(duì)苯二亞甲基二異氰酸酯、1，3-和1，4-四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、1，3-和1， 4-二 _(異氰酸基甲基)_環(huán)己烷(H6)(DI)、2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯、4，4’ _，2，4’ -和 2,2' - 二苯基甲烷二異氰酸酯、亞苯基二異氰酸酯、2，3，5，6-四甲基-1，4- 二異氰酸基苯、 萘-1，5- 二異氰酸酯、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二異氰酸基聯(lián)苯、賴(lài)氨酸-和賴(lài)氨酸酯二異氰 酸酯、1，3_和1，4_ 二(異氰酸基甲基)環(huán)己烷、或其混合。
5.如權(quán)利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該(a)雙酚芴衍生物單體 的摩爾數(shù)與該(b) 二異氰酸酯單體的摩爾數(shù)之比大于或等于0. 1。
6.如權(quán)利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該起始物進(jìn)一步包括(c)二元醇單體。
7.如權(quán)利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中(a)雙酚芴衍生物單體與 該(c) 二元醇單體的總摩爾數(shù)與該(b) 二異氰酸酯單體的摩爾數(shù)之比大于或等于1，或?yàn)?1-5。
8.如權(quán)利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該二元醇單體包含具有如 分子式(III)所示結(jié)構(gòu)的化合物
9.如權(quán)利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該二元醇單體包含具有如 分子式(IV)所示結(jié)構(gòu)的化合物(HO)2Q(COOH)m 分子式(IV)其中，Q為C2_12直鏈或支化的烴類(lèi)基團(tuán)，m為0、或1 4的整數(shù)。
10.如權(quán)利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該二元醇單體選自雙酚 A、四溴雙酚A、雙酚B、雙酚E、雙酚F、雙酚S、3，3’ - 二羥基二苯二硫醚、乙二醇、聚乙二醇、 丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、環(huán)己二醇、環(huán)己基二甲醇、辛二醇、新戊二醇、三甲基戊二 醇、苯二甲醇、苯二酚、甲苯二酚、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、一縮二丙二醇或二縮三丙 二醇、二羥甲基丙酸、二羥甲基丙酸、酒石酸、或具有鹵素取代基的上述化合物。
11.如權(quán)利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中該起始物進(jìn)一步包含硬 化劑，其中該硬化劑包含具有如分子式(V)所示結(jié)構(gòu)的化合物
12.一種光學(xué)元件，其包括權(quán)利要求1所述的聚合物。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)元件，其中該光學(xué)元件包括封裝材料、透明基板、透鏡、 或功能性薄膜。
14.一種光電裝置，包括權(quán)利要求12所述的光學(xué)元件。
15.如權(quán)利要求14所述的光電裝置，其中該光電裝置包括發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、半 導(dǎo)體裝置、或顯示裝置。
16.一種高折射率及高透光度聚合物的制造方法，包括 配制組合物，該組合物包含(a)雙酚芴衍生物單體，包含具有如分子式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物
17.如權(quán)利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中該組合物包含 不參與該聚合反應(yīng)的有機(jī)溶劑。
18.如權(quán)利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中該組合物進(jìn)一 步包含引發(fā)劑。
19.如權(quán)利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中該組合物進(jìn)一 步包含(c)二元醇單體。
20.如權(quán)利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中該組合物進(jìn)一 步包含硬化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚合物及其制造方法，以及包括其的光學(xué)元件及光電裝置，提供高折射率及高透光度的聚合物，其為以下起始物經(jīng)聚合所得產(chǎn)物，該起始物包括(a)雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體，包含具有如分子式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物其中，R各自獨(dú)立且為氫、C1-8烷基、C1-8烷氧基、羧基、或鹵素；i及j各自獨(dú)立且為0或1～5的整數(shù)；以及(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體。
文檔編號(hào)H01L31/04GK102101910SQ20091026243
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者張明智, 楊勝俊 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院