专利名称：聚合物及其制造方法,以及包括其的光学元件及光电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物及包括其的光学元件及光电装置，特别涉及一种高折射率 及高透光度聚合物及包括其的光学元件及光电装置。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)因其具有高亮度、体积小、重量轻、 不易破损、低耗电量和寿命长等优点，被广泛地应用于各种显示产品中。发光二极管(LED)整体的发光效能主要受到晶片、构装形式与封装材料所影响。 随着晶体外延生长技术(印itaxy growth technology)的进步，晶片内部发光效率已达 90%以上，不过碍于构装形式和封装材料影响，发光二极管最终外部取光效率仅为30%，足 见构装形式与封装材料对发光二极管亮度的重要性。根据史奈尔定律，光线自具有高折射 率的区域行进到在某一临界角度(相对于表面法线方向)内的具有低折射率的区域，将穿 越较低折射率的区域。以超过临界角度到达表面的光线将不会穿出表面，但是会经历内部 全反射(TIR)。在LED的情况中，IlR光线可持续于LED内反射，直到被吸收为止。由于该 反射现象，多数由现有LED所产生的光线并未发射出去，降低了本身的效率。以白光发光二极管为例，晶片折射率为约2 4，如GaN(n = 2.5)及GaP(n = 3. 45)的折射率均远高于环氧树脂或硅氧烷树脂封装材料的折射率(n = 1. 40 1. 53)，折 射率差异过大导致发生全反射，将光线反射回晶片内部而无法有效导出，因此提高封装材 料的折射率将可减少全反射的发生。以蓝光晶片/黄色YAG萤光粉的白光发光二极管组件 为例，蓝光发光二极管的晶片折射率为2. 5，当封装材料的折射率从1. 5时提高至1. 7时，光 取出效率提高了近30%。因此，提高封装材料的折射率降低晶片与封装材料间的折射率差 异来达到提高出光效能，是亟待研究的目标。为解决上述问题，美国专利US 5，633，331披露了一种具有高折射率的封装材料， 其由芴碳酸酯(Fluorene Carbonate)高分子与聚砜(Polysulfone)进行混掺所得，通过导 入具有高折射率基团的高分子，提高封装材料的折射率。
权利要求
1. 一种高折射率及高透光度的聚合物，为以下起始物聚合所得产物，该起始物包括 (a)双酚芴衍生物单体，包含具有如分子式(I)所示结构的化合物 HO—(CH2CH2O)
2.如权利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该二异氰酸酯单体包含具 有如分子式(II)所示结构的化合物OCN-A-NCO 分子式(II)其中，A为脂肪族或芳香族基团。
3.如权利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该二异氰酸酯单体包括脂 肪族二异氰酸酯单体、脂环族二异氰酸酯单体、芳代脂肪族二异氰酸酯单体、芳香族二异氰 酸酯单体、或其混合。
4.如权利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该二异氰酸酯单体包括 二环己基甲烷二异氰酸酯、1，6_六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基-1，5-二异氰酸 酯、2，2，4_和2，4，4_三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，12-十二亚甲基二异氰酸酯、 环己烷-1，3-和-1，4- 二异氰酸酯、1-异氰酸基_3，3，5-三甲基-5-异氰酸基甲基-环己 烷、全氢_2，4，-和_4，4，- 二苯基甲烷二异氰酸酯、1，4_ 二异氰酸基-2，2，6-三甲基环己 烷、间和对苯二亚甲基二异氰酸酯、1，3-和1，4-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、1，3-和1， 4-二 _(异氰酸基甲基)_环己烷(H6)(DI)、2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4’ _，2，4’ -和 2,2' - 二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、2，3，5，6-四甲基-1，4- 二异氰酸基苯、 萘-1，5- 二异氰酸酯、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二异氰酸基联苯、赖氨酸-和赖氨酸酯二异氰 酸酯、1，3_和1，4_ 二(异氰酸基甲基)环己烷、或其混合。
5.如权利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该(a)双酚芴衍生物单体 的摩尔数与该(b) 二异氰酸酯单体的摩尔数之比大于或等于0. 1。
6.如权利要求1所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该起始物进一步包括(c)二元醇单体。
7.如权利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中(a)双酚芴衍生物单体与 该(c) 二元醇单体的总摩尔数与该(b) 二异氰酸酯单体的摩尔数之比大于或等于1，或为 1-5。
8.如权利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该二元醇单体包含具有如 分子式(III)所示结构的化合物
9.如权利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该二元醇单体包含具有如 分子式(IV)所示结构的化合物(HO)2Q(COOH)m 分子式(IV)其中，Q为C2_12直链或支化的烃类基团，m为0、或1 4的整数。
10.如权利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该二元醇单体选自双酚 A、四溴双酚A、双酚B、双酚E、双酚F、双酚S、3，3’ - 二羟基二苯二硫醚、乙二醇、聚乙二醇、 丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、环己二醇、环己基二甲醇、辛二醇、新戊二醇、三甲基戊二 醇、苯二甲醇、苯二酚、甲苯二酚、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇或二缩三丙 二醇、二羟甲基丙酸、二羟甲基丙酸、酒石酸、或具有卤素取代基的上述化合物。
11.如权利要求6所述的高折射率及高透光度的聚合物，其中该起始物进一步包含硬 化剂，其中该硬化剂包含具有如分子式(V)所示结构的化合物
12.一种光学元件，其包括权利要求1所述的聚合物。
13.如权利要求12所述的光学元件，其中该光学元件包括封装材料、透明基板、透镜、 或功能性薄膜。
14.一种光电装置，包括权利要求12所述的光学元件。
15.如权利要求14所述的光电装置，其中该光电装置包括发光二极管、太阳能电池、半 导体装置、或显示装置。
16.一种高折射率及高透光度聚合物的制造方法，包括 配制组合物，该组合物包含(a)双酚芴衍生物单体，包含具有如分子式(I)所示结构的化合物
17.如权利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中该组合物包含 不参与该聚合反应的有机溶剂。
18.如权利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中该组合物进一 步包含引发剂。
19.如权利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中该组合物进一 步包含(c)二元醇单体。
20.如权利要求16所述的高折射率及高透光度聚合物的制造方法，其中该组合物进一 步包含硬化剂。
全文摘要
本发明涉及聚合物及其制造方法，以及包括其的光学元件及光电装置，提供高折射率及高透光度的聚合物，其为以下起始物经聚合所得产物，该起始物包括(a)双酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)单体，包含具有如分子式(I)所示结构的化合物其中，R各自独立且为氢、C1-8烷基、C1-8烷氧基、羧基、或卤素；i及j各自独立且为0或1～5的整数；以及(b)二异氰酸酯(diisocyanates)单体。
文档编号H01L31/04GK102101910SQ20091026243
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者张明智, 杨胜俊 申请人:财团法人工业技术研究院