有机硅封装材料改进特性

除了通过合成含苯基聚硅氧烷来提高有机硅封装材料的折射率外，人们还进行了各种改性研究和探索。王全等以三甲氧基-2-噻吩基硅烷、三甲氧基苯基硅烷等单体为主要原料，合成了噻吩基乙烯基苯基硅树脂；通过引入折射率高的含硫片段———噻吩基硅氧烷，制得了折射率超过1.51的LED封装材料。然而，噻吩基是含硫有机物，会使铂催化剂中毒，故该改性方法是否具有应用价值还有待于进一步论证。

TiO2和ZrO2等无机氧化物具有较高的折射率（2.00～2.40），与GaN（氮化镓）芯片的折射率（约2.20）相近，并且还具有优良的耐候性、耐腐性和耐UV辐照性。借助于高折射率TiO2、ZrO2等无机氧化物溶胶的改性作用，可突破苯基有机硅聚合物的折射率极限，进一步提高LED的出光效率。Basin等研究结果表明：在LED用有机硅封装材料中引入亚微米级的TiO2和ZrO2，可有效提高封装材料的折射率；当w（TiO2和ZrO2）=2.5%～5%时，GaN型LED的发光效率提高了5%。Taskar等采用钛酸丁酯制备了纳米TiO2粒子，并采用镁化合物包覆成核/壳结构；然后用有机单体对粒子表面进行疏水性修饰；最后将疏水性处理过的核/壳结构型纳米粒子加入到有机硅树脂中，制得了高折射率（约1.70）的纳米改性有机硅封装材料。

纳米材料的引入虽可明显增加体系的折射率，但材料的透明性必然受到一定的影响。张文飞等研究结果表明：通过特殊结构的偶联剂将纳米ZnO接枝在有机硅分子链上，与简单加入纳米ZnO体系相比，该处理方法在增加材料折射率的同时，增强了改性ZnO与有机硅基体折光系数的匹配性，从而有效减少了光的散射，增加了复合物的透明性；然而，该复合物的透光率与LED封装所需的透光率仍有不小的差距。此外，Ju等采用FDTD（时域有限差分）软件分析了纳米粒子在封装材料中的分布及其粒子大小对LED光学性能的影响。

研究结果表明：在可见光范围内，当封装材料中纳米粒子尺寸为8～16 nm、间距为14～56 nm时，可提高白光LED的出光效率；然而，在实际生产过程中，实现纳米粒子的高分散性是非常困难的，故上述通过纳米粒子改性有机硅提高封装材料折射率和发光效率的方法，在理论上虽具有一定的可行性和研究价值，但现阶段的制备技术还不成熟，并且制备方法十分复杂，工艺难以控制，不适合大规模生产。http://www.gdzhenghang.net