專利名稱：聚合物復(fù)合材料，聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用以及包含聚合物復(fù)合材料的光電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種聚合物復(fù)合材料以及其應(yīng)用，并且提出一種包含所述聚合物復(fù)合材料的光電子器件。
背景技術(shù)：
本專利申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)102010035110.5的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的目的是，提供一種聚合物復(fù)合材料，所述聚合物復(fù)合材料具有改善的穩(wěn)定性。所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其他實(shí)施形式的目的是所述聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用以及提供一種包含所述聚合物復(fù)合材料的光電子器件。所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用以及根據(jù)權(quán)利要求11所述的光電子器件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其他實(shí)施形式是從屬權(quán)利要求的主題。提出一種聚合物復(fù)合材料，所述聚合物復(fù)合材料包含聚合物基體和散布地存在于所述聚合物基體中的ZnO顆粒。聚合物復(fù)合材料是用于含硫化合物的阻透物(Barriere)。因此提供一種聚合物復(fù)合材料，所述聚合物復(fù)合材料相對(duì)于含硫化合物，例如含硫的有害氣體如H2S或S0X，是穩(wěn)定的，也就是說，對(duì)這樣的氣體或化合物具有降低的滲透性或不具有滲透性。例如是LED的、具有澆注體的`光電子器件能夠釋放例如來自橡膠密封墊的、由含硫添加劑組成的析出氣體，這連同空氣濕氣一起與LED發(fā)射的輻射共同作用能夠?qū)е码姎夂凸鈱W(xué)的功能故障。對(duì)此的原因能夠是澆注材料的濕氣滲透性和氣體滲透性。當(dāng)含硫化合物穿過澆注體滲入時(shí),例如能夠發(fā)生在LED的電接觸部處的腐蝕現(xiàn)象。此外，LED的金屬的、光學(xué)反射器例如Ag反射器處的反射特性可能會(huì)變差，這通過構(gòu)成深色無光澤的或黑的Ag
(I)和/或Ag (II)硫化物表面而引起。這樣的故障能夠?qū)ED的光學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。此外，能夠發(fā)生在發(fā)光芯片的表面上的由含硫化合物引起的干擾的沉積，所述沉積降低光強(qiáng)度或亮度或者改變放射特性，這兩者都能夠?qū)е缕骷氖褂脡勖艿较拗?。通過將根據(jù)上述實(shí)施方式所述的聚合物復(fù)合材料用作澆注材料，使?jié)沧Ⅲw相對(duì)于含硫化合物保持穩(wěn)定，以至于能夠減少或防止所述器件的上述降解。類似于在澆注體方面提及的機(jī)制，當(dāng)含硫化合物滲入包含例如為Ag或Au的貴金屬顆粒的能導(dǎo)電的膠粘劑中時(shí)，所述含硫化合物也能夠?qū)е略谒瞿z粘劑中的硫沉積和/或腐蝕現(xiàn)象。這樣的能導(dǎo)電的膠粘劑例如能夠在將LED固定到電路板上時(shí)使用或者用于將外延層固定到襯底上。使用在光電子器件的區(qū)域中的粘接層中的腐蝕現(xiàn)象也是不期望的，因?yàn)樗龈g現(xiàn)象本身能夠產(chǎn)生不利于美觀的影響和/或能夠降低光學(xué)質(zhì)量，并且另一方面能夠降低能導(dǎo)電的膠粘劑的導(dǎo)電性，這還導(dǎo)致光電子器件的功能受損或者導(dǎo)致光電子器件的失效。在能導(dǎo)電的膠粘劑中使用聚合物復(fù)合材料能夠減少或防止這樣的腐蝕現(xiàn)象，并且從而保持其功能，特別是保持其導(dǎo)電性。聚合物復(fù)合材料的聚合物基體能夠選自:硅酮、硅酮混合物、熱固性塑料和熱塑性塑料。例如能夠使用丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯或環(huán)氧化物或環(huán)氧樹脂作為聚合物基體。聚合物基體能夠包含加成交聯(lián)的硅酮。在一個(gè)實(shí)施形式中將ZnO顆粒添加到硅酮中。在此，能夠使用加成交聯(lián)的硅酮。為了制造這樣的聚合物復(fù)合材料，將ZnO顆粒添加到硅酮中，然后共同熱固化，其中硅酮交聯(lián)。通過添加ZnO顆粒能夠降低硅酮的有害氣體滲透性或濕氣滲透性。ZnO顆粒能夠以0.01重量百分比至10重量百分比，優(yōu)選0.01重量百分比至0.5重量百分比的含量存在于聚合物基體中。在此能夠使用具有大于95%，優(yōu)選大于98%的純度的ZnO顆粒。根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式,ZnO顆粒能夠具有選自包含3nm至IOOnm的范圍的顆粒尺寸。例如能夠包含3nm至50nm的范圍。因此，在聚合物復(fù)合材料中也添加有是納米顆粒的ZnO顆粒。ZnO顆粒在基體中的分布能夠是不凝聚和/或不聚集的。因此ZnO顆粒作為單獨(dú)的顆粒存在于聚合物基體中，以至于保持聚合物基體的透明度。ZnO顆粒能夠是能與硫化合的。例如,在接觸含硫氣體的情況下能夠由ZnO產(chǎn)生ZnS0 ZnS是難以溶解的。因此ZnO能夠有助于清潔含硫的有害氣體，并且含硫化合物不再能夠穿過聚合物復(fù)合材料滲入。因此例如能夠改善光電子器件和模塊的老化特性。由于所添加的ZnO顆粒具有納米級(jí)尺寸，所以所述ZnO顆粒具有大的表面，這能夠?qū)η鍧嵑驓怏w產(chǎn)生有利影響。此外，通過ZnO顆粒的小的尺寸以及不凝聚和/或不聚集的分布能夠保持聚合物復(fù)合材料的光學(xué)特性和透明度。對(duì)具有MlOnm的波長(zhǎng)的輻射而言，所述聚合物復(fù)合材料例如能夠是透明的。此外，所述聚合物復(fù)合材料能夠吸收具有<410nm的波長(zhǎng)的輻射。因此，所述聚合物復(fù)合材料例如能夠用作為過濾劑。聚合物復(fù)合材料能夠具有選自澆鑄、模制、粘合、覆層、涂漆以及擠壓的應(yīng)用形式。因此能夠根據(jù)使用目的來施加和/或形成聚合物復(fù)合材料。此外，本發(fā)明提出一種根據(jù)上述特性的聚合物復(fù)合材料的作為殼體材料、功能材料或固定材料的應(yīng)用。如果將聚合物復(fù)合材料用作固定材料，那么例如能夠添加漆或粘合劑。這樣的漆能夠被添加，以用于例如改進(jìn)PCB (印刷電路板)的介質(zhì)耐抗性和有害氣體耐抗性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式，聚合物復(fù)合材料能夠用作固定材料，所述固定材料是能導(dǎo)電的膠粘劑。除了根據(jù)上述實(shí)施方式的聚合物復(fù)合材料以外，這樣的能導(dǎo)電的膠粘劑還能夠包含金屬顆粒。所述金屬顆粒能夠選自:Ag顆粒、Au顆粒、Ni顆粒和Pd顆粒。尤其能夠選擇Ag顆?；駻u顆粒。在此，金屬顆粒在聚合物復(fù)合材料中的份額在此為大于70重量百分t匕，尤其是80重量百分比至90重量百分比。能導(dǎo)電的膠粘劑的流變 特性能夠經(jīng)由聚合物基體調(diào)節(jié)，以至于所述流變特性完全或至少盡可能地相應(yīng)于不含ZnO顆粒的、傳統(tǒng)的能導(dǎo)電的膠粘劑的流變特性。這樣例如能夠?qū)⒛軐?dǎo)電的膠粘劑調(diào)節(jié)為具有低的粘度。這可例如實(shí)現(xiàn)膠粘劑的簡(jiǎn)單施用。
能導(dǎo)電的膠粘劑還能夠添加有增附劑。所述增附劑能夠改進(jìn)粘接特性，并且例如包含有硅烷。此外，在能導(dǎo)電的膠粘劑中存在有潤(rùn)濕劑。然而，僅應(yīng)添加不影響能導(dǎo)電的膠粘劑的粘附特性的份額的所述潤(rùn)濕劑。附加地或替選地，根據(jù)需求借助于在所施加的膠粘劑層上的表面處理工藝來調(diào)節(jié)能導(dǎo)電的膠粘劑的潤(rùn)濕特性。在能導(dǎo)電的膠粘劑中的ZnO顆粒清潔含硫的有害氣體，所述含硫的有害氣體存在于膠粘劑的周圍環(huán)境中，所述膠粘劑例如將光電子器件固定在連接導(dǎo)體上，例如固定在殼體中的或電路板上的連接導(dǎo)體上，或者將外延層固定在襯底上。因此，對(duì)于濕氣和含硫的有害氣體而言，能導(dǎo)電的膠粘劑是較難滲透的或者完全不能滲透的。從而防止了，在散布地存在于膠粘劑中的金屬顆粒上，尤其是Ag顆粒或Au顆粒上能夠通過與含硫化合物的反應(yīng)構(gòu)成例如為深色無光澤的或黑的Ag (I)和/或Ag (II)硫化物表面的硫化物表面。此外防止了基于含硫化合物的能導(dǎo)電的金屬顆粒腐蝕。因此，通過在能導(dǎo)電的膠粘劑中使用聚合物復(fù)合材料能夠防止或減少膠粘劑的降解，并且從而延長(zhǎng)下述光電子器件的使用壽命，在所述光電子器件上或所述光電子器件中施加有所述膠粘劑。在聚合物復(fù)合材料用作功能材料的情況下，所述聚合物復(fù)合材料例如能夠形成包裝薄膜。如果聚合物復(fù)合材料用作功能材料，那么所述聚合物復(fù)合材料例如能夠用作在光伏技術(shù)和太陽(yáng)能技術(shù)中的、在醫(yī)學(xué)技術(shù)中的、在光學(xué)中的以及在光電產(chǎn)品中的澆注材料或封裝材料。所述聚合物復(fù)合材料例如能夠用于制造光學(xué)元件，如透鏡或棱鏡。包含有根據(jù)上述特性 的聚合物復(fù)合材料的光電子器件例如能夠使用在汽車工業(yè)領(lǐng)域中、在通用照明中、在工業(yè)應(yīng)用以及娛樂電子產(chǎn)品中。此外，所述聚合物復(fù)合材料還能夠被添加給發(fā)光介質(zhì)，并且在那里起到過濾劑的作用。此外提出一種光電子器件，所述光電子器件具有襯底、在襯底上發(fā)射輻射的元件以及澆注體。發(fā)射輻射的元件由第一和第二電接觸部被接觸，并且由殼體側(cè)向包圍。澆注體設(shè)置在所述元件的上方，并且至少設(shè)置在所述元件和所述殼體之間，其中，所述澆注體和/或所述殼體具有根據(jù)上述實(shí)施形式之一所述的聚合物復(fù)合材料。對(duì)于發(fā)射輻射的元件所發(fā)射的輻射而言，澆注體和/或殼體能夠是透明的。根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式，包含根據(jù)上述特性的聚合物復(fù)合材料的澆注體和/或殼體能夠?qū)l(fā)射輻射的元件和電接觸部相對(duì)于含硫化合物進(jìn)行密封。光電子器件的殼體能夠具有朝向發(fā)射輻射的元件的能反射的內(nèi)表面，上述能反射的內(nèi)表面通過澆注體相對(duì)于含硫化合物密封。光電子器件能夠是LED。所述LED例如能夠是發(fā)白光的LED。由于光電子器件在其澆注體中和/或在其殼體中具有包含ZnO顆粒的聚合物復(fù)合材料，所以提高了所述光電子器件的使用壽命，并且改進(jìn)了所述光電子器件的光強(qiáng)度或亮度以及其輻射特性。ZnO顆粒清潔含硫的有害氣體，所述含硫的有害氣體例如以約IOOppm的份額存在于例如為L(zhǎng)ED的光電子器件的周圍環(huán)境中。因此，對(duì)于濕氣和含硫的有害氣體而言，燒注料和/或殼體材料是較難滲透的，所述濕氣和含硫的有害氣體不再能夠穿過澆注體和/或殼體滲入到發(fā)射輻射的元件、接觸部以及殼體內(nèi)壁。從而防止在殼體的能夠用作光學(xué)反射器的內(nèi)壁上，能夠通過與含硫化合物的反應(yīng)構(gòu)成例如深色無光澤的或黑的Ag (I)和/或Ag
(II)硫化物表面，并且保持了殼體內(nèi)壁處的反射。此外防止了，電接觸部由于例如為含硫化合物的外界影響而具有腐蝕。因此，通過在澆注體和/或殼體中使用聚合物復(fù)合材料，既能夠盡可能地保持光電子器件的電氣功能也能夠盡可能地保持光電子器件的光學(xué)功能，并且從而延長(zhǎng)了所述光電子器件的使用壽命O


借助于附圖，應(yīng)以一個(gè)實(shí)施形式詳細(xì)闡述本發(fā)明。圖1示出LED的示意的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出光電子器件的以LED為示例的示意的側(cè)視圖。所述LED具有襯底10,所述襯底具有通孔，第一電接觸部31和第二電接觸部32分別引導(dǎo)穿過所述通孔。在第二接觸部32上設(shè)置有發(fā)射輻射的元件20，所述發(fā)射輻射的元件經(jīng)由固定在所述元件20的背離襯底的表面上的接合線33引至第一接觸部31。圍繞發(fā)射輻射的元件20設(shè)置有殼體40，所述殼體具有傾斜的內(nèi)壁41，以用于改善對(duì)所發(fā)射的輻射的反射。在殼體40內(nèi)存在有澆注體50，所述澆注體包圍發(fā)射輻射的元件20以及接觸部31、32和接合線33。澆注體50和/或殼體40包含聚合物復(fù)合材料，所述聚合物復(fù)合材料具有聚合物基體和ZnO顆粒。聚合物基體例如能夠具有娃酮，尤其是具有加成交聯(lián)的娃酮。ZnO顆粒能夠具有3nm至50nm的顆粒尺寸，因此所述ZnO顆粒是納米級(jí)的。此外，所述顆粒能夠具有高于98%的純度，并且以
0.01重量百分比至10 重量百分比的含量存在于聚合物基體中。澆注體50和/或殼體40既將發(fā)射輻射的元件20也將接觸部31和32以及殼體41的內(nèi)壁相對(duì)于外界影響進(jìn)行密封。濕氣和含硫化合物例如不能夠穿過澆注體50滲入，因?yàn)樵谒鰸沧Ⅲw50中，由存在于其中的ZnO顆粒和含硫化合物構(gòu)成例如ZnS化合物，所述ZnS化合物是難以溶解的，并且不能夠滲入到敏感的器件，例如發(fā)射輻射的元件20、接觸部31和32以及殼體內(nèi)壁41。因此在接觸部31和32上不發(fā)生腐蝕，并且殼體的內(nèi)壁41以及發(fā)射輻射的元件20的表面保持不具有由含硫化合物引起的可能的染色，所述染色可能會(huì)通過硫與殼體40的或發(fā)射輻射的元件20的材料反應(yīng)而產(chǎn)生。因此，保持了光電子器件的光學(xué)特性和亮度。所述器件能夠可靠地工作，并且由于澆注體和/或殼體相對(duì)于含硫化合物保持穩(wěn)定，所述器件具有提高的工作壽命。由于還防止了接觸部31和32的腐蝕，也保持了所述器件的電氣特性。聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用形式例如是澆鑄、模制、粘合、覆層、涂漆、或擠壓。所述應(yīng)用形式也能夠應(yīng)用于LED的封裝、安裝和覆層。聚合物復(fù)合材料例如能夠被摻入例如為Ag顆?；駻u顆粒的能導(dǎo)電的顆粒，并且從而用作能導(dǎo)電的膠粘劑。所述能導(dǎo)電的膠粘劑能夠用于芯片安裝。聚合物復(fù)合材料作用為相對(duì)于含硫化合物的穩(wěn)定劑，并且所述聚合物復(fù)合材料是用于提高例如具有包含所述聚合物復(fù)合材料的澆注體的多個(gè)器件的工作壽命的低成本的解決方案。 本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例和實(shí)施形式，而是也允許在權(quán)利要求或說明書中沒有明確說明的特征的 組合。
權(quán)利要求
1.聚合物復(fù)合材料，包含: -聚合物基體；以及 -ZnO顆粒,所述ZnO顆粒散布地存在于所述聚合物基體中， 其中，所述聚合物復(fù)合材料是用于含硫化合物的阻透物。
2.如前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的聚合物復(fù)合材料，其中，所述聚合物基體選自:硅酮、尤其是加成交聯(lián)的硅酮、硅酮混合物、熱固性塑料和熱塑性塑料。
3.如前述權(quán)利要求之一所述的聚合物復(fù)合材料，其中，所述ZnO顆粒以0.01重量百分比至10重量百分比的含量存在于所述聚合物基體中。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的聚合物復(fù)合材料，其中，所述ZnO顆粒具有選自包含3nm至IOOnm的范圍的顆粒尺寸。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的聚合物復(fù)合材料，其中，所述ZnO顆粒在所述聚合物基體中的分布是不凝聚的和/或不聚集的。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的聚合物復(fù)合材料，其中，所述ZnO顆粒是能與硫化合的。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的聚合物復(fù)合材料，對(duì)于具有MlOnm波長(zhǎng)的輻射而言，所述聚合物復(fù)合材料是透明的。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的聚合物復(fù)合材料，所述聚合物復(fù)合材料具有的使用形式選自:澆鑄、模制、粘合、覆層、涂漆以及擠壓。
9.如前述權(quán)利要求之一所述的聚合物復(fù)合材料作為殼體材料、功能材料或固定材料的應(yīng)用。
10.如前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的應(yīng)用，其中，所述固定材料是能導(dǎo)電的膠粘劑。
11.光電子器件，具有: -襯底(10)； -在所述襯底(10)上的發(fā)射輻射的元件(20)，其中，所述元件(20)由第一電接觸部和第二電接觸部(31、32 )被接觸，并且由殼體(40 )側(cè)向包圍； -在所述元件(20)上并且至少在所述元件(20)和所述殼體(40)之間的澆注體(50)，其中，所述澆注體(50)和/或所述殼體(40)具有如權(quán)利要求1至8之一所述的聚合物復(fù)合材料。
12.如前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光電子器件，其中，對(duì)于所發(fā)射的輻射而言，所述澆注體(50 )和/或所述殼體(40 )是透明的。
13.如權(quán)利要求11或12所述的光電子器件，其中，發(fā)射輻射的所述元件(20)和所述第一電接觸部和所述第二電接觸部(31、32)通過所述澆注體(50)和/或所述殼體(40)相對(duì)于含硫化合物密封。
14.如權(quán)利要求11至13之一所述的光電子器件，其中，所述殼體(40)具有朝向發(fā)射輻射的所述元件(20)的能反射的內(nèi)表面(41)，所述能反射的內(nèi)表面通過所述澆注體(50)相對(duì)于含硫化合物密封。
15.如權(quán)利要求11至14之一所述的光電子器件，所述光電子器件是LED。
全文摘要
本發(fā)明提出一種聚合物復(fù)合材料，所述聚合物復(fù)合材料是用于含硫化合物的阻透物。此外提出聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用以及一種包含所述聚合物復(fù)合材料的光電子器件。
文檔編號(hào)C08L33/00GK103080200SQ201180041183
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者克勞斯·赫恩 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司