TWI663243B - 紫外線發光裝置用接著劑及紫外線發光裝置 - Google Patents
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Abstract
提供一種紫外線發光裝置用接著劑,可使用於以波長200~400nm之紫外線作為光源的紫外線發光裝置,該紫外線發光裝置用接著劑可將由具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物所構成的構件以優異的密著性接著,即使曝露在前述紫外線或熱下,密著性也不會輕易降低。
一種接著劑,係用以形成紫外線發光裝置之接著部,其係由含有具含氟脂肪族環結構之氟聚合物的下述接著劑(A)或下述接著劑(B)中之任一者所構成:
接著劑(A):前述氟聚合物之玻璃轉移溫度為30~100℃且不含紫外線遮蔽劑之接著劑。
接著劑(B):含有前述氟聚合物及紫外線遮蔽劑之接著劑。
Description
本發明係有關於一種可使用於以波長200~400nm之紫外線作為光源之紫外線發光裝置的接著劑及使用了該接著劑之紫外線發光裝置。
近年,釋放波長200~400nm之紫外線的發光二極體(以下亦稱「LED」)被使用於醫療用殺菌或感測器等用途上。就該LED來說,例如周知具備有:基板、安裝於基板表面之發光晶片、以包圍發光晶片的方式配置於基板上的框狀支持台、及以閉塞支持台之開口的方式配置於發光晶片上方的光學構件(透鏡、透光窗等)。支持台與光學構件通常用接著劑來接著。
可釋放波長400nm以下之紫外線之LED所使用的光學構件便要講求對波長400nm以下之紫外線的透明性及耐光性。所以,光學構件之材料通常使用石英。但,石英之玻璃轉移溫度高,很難射出成形,因此係以雷射加工成形為透鏡等形狀。所以,石英製光學構件的生產性很差。爰此,有文獻提出了將具有含氟脂肪族環結構之聚合物使
用於透鏡等光學構件的技術(例如專利文獻1~2)。與石英相較下,具有含氟脂肪族環結構之聚合物的熔融溫度較低,熔融成形等之加工性優異。又,對波長400nm以下之紫外線的透明性、耐光性亦佳。
亦有文獻提議將具有含氟脂肪族環結構之聚合物使用於光學構件用接著劑。
例如在前述專利文獻2中提出一種將選自特定A組之均聚物或源自B、C、D組之共聚物的氟聚合物作為接著劑組成物成分使用。
專利文獻3中則是將含有下述聚合物之接著劑用來貼合石英製透鏡:藉由全氟烯丙基乙烯基醚之環化聚合製得的聚合物或藉由全氟丁烯基乙烯基醚之環化聚合製得的聚合物。
專利文獻1:日本專利特許第2526641號公報
專利文獻2:日本專利特表2004-536171號公報
專利文獻3:日本專利特開平2-84456號公報
由專利文獻2中記載之接著劑形成的接著部與光學構件之密著性不夠充分,有光學構件從支持台等剝離之虞。又,該氟聚合物於主鏈上具有-CH2-,因此對波長400nm
以下之紫外線的耐光性或耐熱性不夠充分。一旦長期曝露在波長400nm以下之光或熱下,恐將引起劣化、分解並因HF等酸性分解氣體造成周邊機器腐蝕、損傷。
就本發明人來看,專利文獻3中記載之接著劑依光學元件或光學構件之種類有密著性不夠充分的情況。
本發明目的在於提供一種紫外線發光裝置用接
著劑,可使用於以波長200~400nm之紫外線作為光源的紫外線發光裝置,且該紫外線發光裝置用接著劑可將由具有含氟脂肪族環結構之聚合物所構成的構件以優異的密著性接著,即使曝露在前述紫外線或熱下,密著性也不會輕易降低。
本發明之另一目的在於提供一種紫外線發光裝置,其係以波長200~400nm之紫外線作為光源,並可以優異的密著性接著由具有含氟脂肪族環結構之聚合物所構成之構件,即使曝露在前述紫外線或熱下,前述構件之密著性也不會輕易降低。
本發明提供具有以下[1]~[14]構成之紫外線發光裝置用接著劑及紫外線發光裝置。
[1]一種接著劑,係用以形成下述紫外線發光裝置之接著部,其特徵在於:係由含有具含氟脂肪族環結構之氟聚合物的下述接著劑(A)或下述接著劑(B)中任一者所構成;紫外線發光裝置:具備產生波長200~400nm之紫外線的發光元件、可使自前述發光元件產生之紫外線透射的光
學構件、及用以將前述發光元件與前述光學構件接著且由接著劑形成的接著部。
接著劑(A):前述氟聚合物之玻璃轉移溫度為30~100℃且不含紫外線遮蔽劑之接著劑。
接著劑(B):含有前述氟聚合物與紫外線遮蔽劑之接著劑。
[2]如[1]之接著劑,其中前述接著劑(B)之前述氟聚合物的玻璃轉移溫度為30~100℃。
[3]如[1]或[2]之接著劑,其中相對於前述氟聚合物,前述接著劑(B)之紫外線遮蔽劑含量為0.1~20質量%。
[4]如[1]~[3]中任一項之接著劑,其中前述接著劑(B)之紫外線遮蔽劑係選自於由無機粒子及有機粒子所構成群組中之至少1種。
[5]如[1]~[4]中任一項之接著劑,其中前述氟聚合物係於側鏈或主鏈末端具有反應性官能基且除了具有該反應性官能基之部分以外不具有與碳原子鍵結之氫原子者。
[6]如[1]~[5]中任一項之接著劑,其中前述光學材料係由具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物形成。
[7]如[6]之接著劑,其中前述光學材料中之氟聚合物的玻璃轉移溫度在前述接著劑中之氟聚合物的玻璃轉移溫度以上。
[8]如[6]或[7]之接著劑,其中前述光學材料中之氟聚合物的玻璃轉移溫度為100~180℃。
[9]如[1]~[8]中任一項之接著劑,其中前述具有
含氟脂肪族環結構之氟聚合物係具有單元(a)之聚合物,且該單元(a)具有含氟脂肪族環結構。
[10]如[9]之接著劑,其中前述單元(a)中含氟脂肪族環之構成環的碳原子有至少1個為構成聚合物之主鏈的碳原子。
[11]如[9]或[10]之接著劑,其中前述單元(a)為不具有與碳原子鍵結之氫原子的單元。
[12]如[9]~[11]中任一項之接著劑,其中前述單元(a)為藉由二烯系含氟單體之環化聚合所形成的單元。
[13]如[9]~[12]中任一項之接著劑,其中前述玻
璃轉移溫度為30~100℃之氟聚合物具有前述單元(a)及下式(b)所示之單元(b),且相對於總單元合計,前述單元(a)與前述單元(b)之合計含量為50~100莫耳%;
(惟,Rf為可具有醚性氧原子之全氟伸烷基,X為COOH、COOR、SO2F、SO3R或SO3H,R為碳數1~5之烷基)。
[14]一種紫外線發光裝置,具有可產生波長200~400nm之紫外線的發光元件、及可透射波長200~400nm之紫外線的光學構件,其特徵在於:前述發光元件及前述光學構件係藉由接著部接著,且該接著部係由如[1]~[13]之接著劑形成。
本發明之紫外線發光裝置用接著劑可使用於以
波長200~400nm之紫外線作為光源的紫外線發光裝置,且該紫外線發光裝置用接著劑可將由具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物等所構成的構件以優異的密著性接著,即使曝露在前述紫外線或熱下,密著性也不會輕易降低。
本發明之紫外線發光裝置,可以優異的密著性接著由具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物等所構成的構件,即使曝露在波長200~400nm之紫外線或熱下,前述構件之密著性也不會輕易降低。
1、21、41‧‧‧發光元件
3、23、43‧‧‧基板
5、25、47‧‧‧LED晶粒
7‧‧‧支持台
7a‧‧‧側壁部
7b‧‧‧頂面部
7c‧‧‧開口
7d‧‧‧溝槽
9‧‧‧透鏡(光學構件)
9a‧‧‧透鏡本體
9b‧‧‧鍔部
10、20、40‧‧‧紫外線發光裝置
11、31、51‧‧‧接著部
23a‧‧‧配線
23b‧‧‧凹部
27‧‧‧密封材
29‧‧‧光纖(光學構件)
45‧‧‧框架
49‧‧‧透光窗
S‧‧‧空間
圖1係顯示本發明之紫外線發光裝置一例的概略截面圖。
圖2係顯示本發明之紫外線發光裝置另一例的概略截面圖。
圖3係顯示本發明之紫外線發光裝置另一例的概略截面圖。
以下的用語定義可適用涵蓋本說明書及申請專利範圍。
聚合物之「單元」係表示藉由單體聚合所形成之源自該單體的聚合物之構成部分。單元可為藉由聚合反應直接形成的單元,亦可為將經聚合反應所得聚合物進行化學轉換而使該單元之一部分結構轉換成另一結構的單元。
「含氟脂肪族環結構」係表示於構成環之主骨架的碳原子之至少一部分鍵結有氟原子或含氟基的脂肪族環結構。含氟基可舉如全氟烷基、全氟烷氧基、=CF2等。於構成該環之主骨架的碳原子一部分亦可鍵結有含氟基以外之取代基。
「脂肪族環結構」係表示不具芳香族性之飽和或不飽和的環結構。
「醚性氧原子」係1個氧原子存在於碳-碳原子間(-C-O-C-)。
「全氟烷基」係烷基之氫原子全部被取代成氟原子之基。「全氟伸烷基」係伸烷基之氫原子全部被取代成氟原子之基。
「全氟聚合物」係不具有鍵結於碳原子之氫原子的含氟聚合物。
「玻璃轉移溫度」(以下亦稱「Tg」)係表示依照JIS K 7121:2012年版進行測定之中點玻璃轉移溫度(Tmg)。
在本說明書中,式(1)所示化合物亦表記為「化合物(1)」,式(1)所示單元亦表記為「單元(1)」。有關以其它式表示之化合物、單元等亦以同樣方式表記。
本發明之接著劑係用以形成下述紫外線發光裝置之接著部者,特徵在於:其係由含有具含氟脂肪族環結構之氟聚合物的下述接著劑(A)或下述接著劑(B)中任一者所構成。
紫外線發光裝置:具備產生波長200~400nm之紫外線
的發光元件、可使自前述發光元件產生之紫外線透射的光學構件、及用以將前述發光元件與前述光學構件接著且由接著劑形成的接著部。
接著劑(A):前述氟聚合物之玻璃轉移溫度為30~100℃且不含紫外線遮蔽劑之接著劑。
接著劑(B):含有前述氟聚合物及紫外線遮蔽劑之接著劑。
前述發光元件可舉如LED元件、半導體雷射、低
壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈、氙燈等。前述光學構件則可列舉透鏡、光纖、透光窗、稜鏡、導光板、樹脂纖維、光學鏡、繞射光柵等。光學構件宜由氟聚合物構成或至少與接著部相接之表面為氟聚合物所構成。發光元件之與接著部相接的表面部分亦可由氟聚合物構成。形成發光元件及光學構件之所述氟聚合物以下稱為「聚合物(I)」。
接著部所接觸之發光元件的表面及光學構件的表面係由各種零件構成。就形成該表面之材料而言,從光學特性佳且與接著部之親和性佳的觀點來看,以具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物為佳。
(接著劑(A))
接著劑(A)為具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物,且具有玻璃轉移溫度為30~100℃之聚合物(以下亦稱「聚合物(II)」)。接著劑(A)可因應需求更含有聚合物(II)及紫外線遮蔽劑以外的成分。接著劑(A)亦可因應需求更含有溶劑。
若以接著劑(A)中之聚合物(II)之Tg以上的溫度將接著
劑(A)加以烘焙,可使接著劑(A)中之聚合物(II)低黏性化而浸透發光元件或發光構件的表面凹凸,獲得錨定效果。
習知已提出一種手法,將羧基、烷氧羰基等反應
性官能基導入具有含氟脂肪族環結構之聚合物的主鏈末端,以提高與其他材料之密著性。該等反應性官能基對於初始密著性的提升雖然有效,但一經曝露在波長200~400nm之紫外線下便會分解而失去反應性官能基所帶來的密著性提升效果。但,接著劑(A)係藉由錨定效果等物理作用而與其他材料所構成之構件密著,因此即使反應性官能基因波長200~400nm之紫外線而分解,依舊可維持優異的密著性。
就聚合物(II)而言,以具有下述單元(a)及下述單元(b)之聚合物為佳。可因應需求更具有單元(a)及單元(b)以外的單元(以下亦稱「單元(c)」)。因為聚合物(II)具有單元(a),所以與後述聚合物(I)所構成之光學構件表面具有優異的親和性。又因為聚合物(II)具有單元(b),可使聚合物(II)中之反應性官能基與形成發光元件或發光構件之材料進行化學反應。因此,發光元件與光學構件之間可獲得優異的初始密著性。
聚合物(II)宜除了有提高接著性之反應性官能基的存在以外為全氟聚合物。因此,構成聚合物(II)之單元宜除了以具有反應性官能基之單體為主體的單元以外為以全氟單體(即,不具有鍵結於碳原子之氫原子的含氟單體)為主體的
單元(以下亦稱「全氟單元」)為佳。以具有反應性官能基之含氟單體為主體的單元亦宜除了其反應性官能基的部分(例如,單元(b)中之X)以外不具有與碳原子鍵結之氫原子。
有關反應性官能基將於後詳述。
單元(a)係具有含氟脂肪族環結構之單元。
單元(a)以全氟單元為佳。
含氟脂肪族環結構之含氟脂肪族環可為環骨架僅由碳原子構成的碳環結構,亦可為於環骨架含有碳原子以外之原子(雜原子)的雜環結構。該雜原子可舉如氧原子、氮原子等。
含氟脂肪族環之構成環骨架的原子數以4~7個為佳,5或6個尤佳。即,脂肪族環以4~7員環為佳,5或6員環尤佳。
單元(a)之含氟脂肪族環結構可構成聚合物(II)之主鏈亦可含於側基上。在接著部之機械強度及化學穩定性優異的觀點下,以構成聚合物(II)之主鏈為佳。
含氟脂肪族環結構「構成主鏈」係表示含氟脂肪族環結構之構成環骨架的碳原子中有至少1個為構成聚合物主鏈的碳原子。從源自聚合性雙鍵之2個碳原子構成聚合物之主鏈來看,換言之即表示含氟脂肪族環結構之構成環的碳原子有1個或有相鄰2個為源自1個聚合性雙鍵的碳原子。
例如,在單元(a)為單烯系單體加成聚合所形成時係源自聚合性雙鍵之2個碳原子構成主鏈,且該2個碳原子為環骨架上相鄰之2個碳原子,或該2個碳原子中有1個為環骨架
的碳原子。又,單元(a)為二烯系單體環化聚合所形成時係源自2個聚合性雙鍵之合計4個碳原子構成主鏈,且該4個碳原子中有2~4個為構成環骨架的碳原子。
單元(a)中,含氟脂肪族環結構構成主鏈者可舉
如藉由二烯系含氟單體之環化聚合所形成的單元、及以環狀含氟單體為主體的單元等。
二烯系含氟單體係具有2個聚合性雙鍵及氟原子
之單體。在二烯系含氟單體的情況下,可藉由環化聚合形成單元(a)。
聚合性雙鍵並無特別限定,以乙烯基、烯丙基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基為佳。該等聚合性雙鍵中,鍵結於碳原子之氫原子一部分或全部可被氟原子取代。
就二烯系含氟單體而言,以下述化合物(ma1)為佳。
CF2=CF-Q-CF=CF2…(ma1)。
(惟,Q係氟原子之一部分可被氟原子以外之鹵素原子取代且可具有醚性氧原子之碳數1~6之全氟伸烷基。)
式(ma1)中,Q之全氟伸烷基之碳數為1~6,以1~5為佳,1~3尤佳。該全氟伸烷基以直鏈狀或分枝狀為佳,直鏈狀尤佳。
該全氟伸烷基之氟原子亦可有一部分被氟原子以外之鹵素原子取代。氟原子以外之鹵素原子可舉如氯原子、溴原子等。
該全氟伸烷基可具有醚性氧原子。
就Q而言,以具有醚性氧原子之全氟伸烷基為佳。此
時,該全氟伸烷基之醚性氧原子可存在於該全氟伸烷基之其中一末端,可存在於該全氟伸烷基之兩末端,亦可存在於該全氟伸烷基之碳原子間。從環化聚合性觀點來看,宜存在於該全氟伸烷基之其中一末端。
Q以下式(q-1)及下式(q-2)所示之基為佳。
-(CR1R2)h-…(q-1)
-(CR3R4)iO(CR5R6)j-…(q-2)
(惟,R1、R2、R3、R4、R5及R6分別獨立為氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧基。h為2~4之整數且數個R1及R2可分別互異,i及j分別為0~3之整數且i+j為1~3之整數,i為2或3時數個R3及R4可分別互異,j為2或3時數個R5及R6可分別互異。)
h以2或3為佳且R1及R2宜全部為氟原子或是除了1個或2個以外全部為氟原子。I宜為0且j宜為1或2,R5及R6宜全部為氟原子或是除了1個或2個以外全部為氟原子。
化合物(ma1)之具體例可列舉下述化合物。
CF2=CFOCF2CF=CF2、CF2=CFOCF(CF3)CF=CF2、CF2=CFOCF2CF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF(CF3)CF=CF2、CF2=CFOCF(CF3)CF2CF=CF2、CF2=CFOCFClCF2CF=CF2、CF2=CFOCCl2CF2CF=CF2、CF2=CFOCF2OCF=CF2、
CF2=CFOC(CF3)2OCF=CF2、CF2=CFOCF2CF(OCF3)CF=CF2、CF2=CFCF2CF=CF2、CF2=CFCF2CF2CF=CF2、CF2=CFCF2OCF2CF=CF2。
就環狀含氟單體而言,可舉如:含有含氟脂肪族環,且於構成該含氟脂肪族環之碳原子間具有聚合性雙鍵的單體;及含有含氟脂肪族環,且在構成該含氟脂肪族環之碳原子與含氟脂肪族環外之碳原子之間具有聚合性雙鍵的單體等。
環狀含氟單體以下述化合物(ma2)或化合物(ma3)為佳。
(惟,X1、X2、X3、X4、Y1及Y2分別獨立為氟原子、可夾雜醚性氧原子之全氟烷基、或可夾雜醚性氧原子之全氟烷氧基,X3及X4亦可相互鍵結形成環。)
式(ma2)及(ma3)中,X1、X2、X3、X4、Y1及Y2之全氟烷基之碳數以1~7為佳,1~5較佳,1~4尤佳。該全氟烷基以直鏈狀或分枝狀為佳,直鏈狀尤佳。就該全氟
烷基而言,以三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基等為佳,三氟甲基尤佳。
X1、X2、X3、X4、Y1及Y2之全氟烷氧基可舉如於前述全氟烷基鍵結有氧原子(-O-)者,且以三氟甲氧基尤佳。
前述全氟烷基或全氟烷氧基之碳數為2以上時,亦可於該全氟烷基或全氟烷氧基之碳原子間夾雜醚性氧原子(-O-)。
式(ma2)中,X1為氟原子為佳。
X2為氟原子、三氟甲基或碳數1~4之全氟烷氧基為佳,且以氟原子或三氟甲氧基尤佳。
X3及X4分別獨立為氟原子或碳數1~4之全氟烷基為佳,且以氟原子或三氟甲基尤佳。
X3及X4亦可相互鍵結形成環。前述環之構成環骨架的原子數以4~7個為佳,5~6個較佳。
式(ma3)中,Y1及Y2宜分別獨立為氟原子、碳數1
~4之全氟烷基或碳數1~4之全氟烷氧基,且以氟原子或三氟甲基尤佳。
化合物(ma2)的較佳具體例可舉如化合物(ma21)
~(ma25)。
化合物(ma3)的較佳具體例則可舉如化合物(ma31)~(ma32)。
[化3]
就單元(a)而言,以選自於由下述單元(a1)~(a6)
所構成群組中之至少1種為佳。
下述單元(a1)~(a4)係藉由化合物(ma1)之環化聚合所形成之單元,藉由化合物(ma1)之環化聚合,可生成下述單元(a1)~(a4)中至少1種。在此之際,下述單元(a1)~(a4)中容易生成構成脂肪族環之環骨架的原子數為5或6個之結構的單元。有時也會生成含有2種以上該等單元的聚合物。換言之,就化合物(ma1)來說,以下述單元(a1)~(a4)中構成含有Q中原子的環骨架之原子數為5或6個之結構的化合物(ma1)為佳。
下述單元(a5)係由化合物(ma2)形成之單元,下述單元(a6)則由從化合物(ma3)形成之單元。
就接著發光元件與光學構件時,聚合物(II)與由
後述聚合物(I)構成之光學構件表面的親和性佳方面及聚合物(II)之化學穩定性佳方面而言,單元(a)以藉由二烯系含氟單體之環化聚合所形成之單元為佳。
聚合物(II)具有之單元(a)可為1種亦可為2種以上。
單元(b)為下式(b)所示之單元。
(惟,Rf為可具有醚性氧原子之全氟伸烷基,X為COOH、COOR、SO2F、SO3R或SO3H,R為碳數1~5之烷基。)
式(b)中,Rf之全氟伸烷基以直鏈狀或分枝狀為佳。該全氟伸烷基之碳數以2~10為佳,2~7較佳,2~5尤佳。
該全氟伸烷基可具有醚性氧原子。此時,全氟伸烷基中之醚性氧原子數可為1個亦可為2個以上。
Rf之具體例可列舉如下述。
-CF2CF2CF2-、-CF2CF(CF3)OCF2CF2-、-CF2CF2CF(CF3)OCF2CF2-、-CF2CF(CF3)OCF2CF2CF2-。
COOR、SO3R之R之烷基以直鏈狀或分枝狀為佳。
該烷基以碳數1~6之烷基為佳,甲基尤佳。
X以COOCH3、SO2F、COOH、SO3H為佳。
就單元(b)而言,以式中之-O-Rf-X為下述任一者為佳。
-OCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3、-OCF2CF2CF2COOCH3、-OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F、-OCF2CF2CF2COOH、-OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2COOCH3、-OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3H。
聚合物(II)具有之單元(b)可為1種亦可為2種以上。
單元(b)可藉由使CF2=CF-O-Rf-X聚合而形成。
單元(c)為單元(a)及單元(b)以外的其他單元。
就單元(c)而言,只要是以可與分別形成單元(a)單元(b)之單體共聚合的單體為主體者即可,並無特別限定。可舉例如:以具有聚合性雙鍵及反應性官能基之單體為主體的單元(惟,單元(b)除外)(以下亦稱「單元(c1)」)、以四氟乙烯等含氟烯烴為主體的單元、以含氟乙烯基醚為主體的單元等。
聚合性雙鍵可舉如CF2=CF-、CF2=CH-、CH2=CF-、CFH=CF-、CFH=CH-、CF2=C<、-CF=CF-等。
單元(c)宜除了單元(c1)以外為全氟單元。在單元(c1)的情況下,宜除了其反應性官能基之部分以外不具有與碳原子鍵結之氫原子。
相對於構成聚合物(II)之總單元合計,聚合物(II)中之單元(a)與單元(b)之合計含量為50~100莫耳%,且以75~100莫耳%為佳,85~100莫耳%尤佳。單元(a)與單元(b)之合計含量只要在前述範圍之下限值以上,聚合物(II)與由聚合物(I)構成之構件表面的親和性及由接著劑形成之接著部與由聚合物(I)構成之構件的密著性即佳。
聚合物(II)中之單元(a)與單元(b)之莫耳比(a/b)
在70/30~99/1為佳,在80/20~99/1尤佳。a/b只要在前述範圍內,聚合物(II)之Tg就容易落在後述範圍內。又,a/b只要
在前述範圍之下限值以上,將發光元件與光學構件接著時,聚合物(II)與由聚合物(I)構成之構件表面的親和性即佳,且由接著劑形成之接著部與由聚合物(I)構成之構件間的密著性佳。又,a/b只要在前述範圍之上限值以下,接著由聚合物(I)以外之其他材料(金屬、合金等)所構成的構件時,初始(剛接著後)的密著性較為優異。
反應性官能基係表示具有以下反應性之基:可在進行烘焙等之際於具反應性官能基之聚合物的分子間、或與該聚合物以外之其他物質(金屬、合金等)反應而形成化學鍵(氫鍵、共軛鍵等)。
反應性官能基可舉例如羧基、醯鹵基、烷氧羰基、羰氧基、碳酸酯基、磺基、膦醯基、羥基、巰基、矽醇基等。
聚合物(II)在反應性官能基方面至少具有源自單元(b)者(-O-Rf-X之X)。
聚合物(II)可具有或可不具有源自單元(b)者以外的其他反應性官能基。其他反應性官能基可鍵結於聚合物(II)之主鏈末端亦可含於側基。例如在具有前述單元(c1)的情況下,其他反應性官能基係含於側基。
聚合物(II)之Tg(以下亦稱「Tg II」)為30~100℃,以40~95℃為佳,60~90℃尤佳。
Tg II只要在前述範圍之上限值以下,接著部便具有優異的黏著性。又,藉由接著由聚合物(I)或其他材料構成之構
件時的烘焙(例如100℃以上之烘焙)可降低接著劑之黏性,讓接著劑浸透構件表面的凹凸而使接著部與構件間之接著獲得錨定效果。藉由該等黏著性及錨定效果,前述構件與接著部便具有優異的密著性。該密著性為物理作用(黏著性、錨定效果)所致,因此即使曝露在波長200~400nm之紫外線下,密著性也不會輕易降低。
Tg II只要在前述範圍之下限值以上,便可充分具有構成LED等紫外線發光裝置之構件所力求的耐熱性及耐熱循環性。即使在例如80℃以上之高溫條件下或-40~80℃之熱循環條件下,接著部也不易熔融,且已接著之構件不易剝離。
Tg II宜在前述範圍內且在聚合物(I)之Tg(以下亦
稱「Tg I」)以下,在(Tg I-50℃)以上且在Tg I以下較佳,在(Tg I-50℃)以上且在(Tg I-10℃)以下尤佳。Tg II只要在Tg I以下,接著發光元件與光學構件時,聚合物(II)與由聚合物(I)構成之構件表面的親和性即佳,且接著部與由聚合物(I)構成之構件間的密著性佳。
Tg II可藉由聚合物(II)中之單元(b)含量及單元(a)
之種類等調整。例如,單元(b)含量愈多,Tg II愈趨變低。單元(a)為單元(a1)或單元(a2)相較於單元(a)為單元(a3)來說,單元(a)為單元(a1)或單元(a2)時Tg II有更加降低之傾向。
聚合物(II)之質量平均分子量以1萬~15萬為佳,3萬~13萬較佳,3萬~12萬尤佳。聚合物(II)之質量平均分子量只要在前述範圍之下限值以上,接著部之機械強度即佳;
只要在上限值以下,對溶劑之溶解性即佳。
聚合物(II)之平均分子量可藉由凝膠滲透層析術測定。
相對於接著劑(A)中之固體成分,接著劑(A)中之聚合物(II)含量在50質量%以上為佳,在70質量%以上較佳,在80質量%以上尤佳。聚合物(II)之含量只要在前述下限值以上,接著發光元件與光學構件時,聚合物(II)與由聚合物(I)構成之構件表面的親和性即佳,且接著部與由聚合物(I)構成之構件間的密著性佳。
接著劑(A)中聚合物(II)相對於固體成分之比率並未特別限定上限,可為100質量%。可因應任意摻混之紫外線遮蔽劑以外的成分等之含量來適當設定。
另外,接著劑(A)之固體成分濃度因應接著劑之塗佈方法、欲形成之塗膜厚度等適當設定即可,以1~30質量%為佳,1~20質量%尤佳。
聚合物(II)及紫外線遮蔽劑以外之成分只要不會損害本發明效果即無特別限定。可舉例如:用以提高折射率之SiO2.ZrO2、TiO2等溶膠、及用以提升接著性之胺基矽烷或環氧矽烷等。該等可單獨使用任1種或可將2種以上併用。
另外,聚合物(I)~(III)、溶劑及紫外線遮蔽劑以外之成分以下亦稱「其他成分」。
材料(A)中之其他成分含量可在不損害本發明效果的範圍內因應其他成分種類適當設定。
材料(A)之溶劑可使用至少會溶解聚合物(II)之溶劑。
材料(A)含有選自於由無機粒子及有機粒子所構成群組中之至少1種作為紫外線遮蔽劑時,用以溶解聚合物(II)之溶劑亦可具有作為分散紫外線遮蔽劑之分散介質的功能。
作為溶劑,可舉如質子性溶劑、非質子性溶劑等。「質子性溶劑」係具有質子供給性之溶劑。「非質子性溶劑」係不具質子供給性之溶劑。
質子性溶劑可舉如以下所示之質子性非含氟溶
劑、質子性含氟溶劑等。
質子性非含氟溶劑有:甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、三級丁醇、戊醇、己醇、1-辛醇、2-辛醇、乙二醇、乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單丁基醚、丙二醇、乳酸甲酯等。
質子性含氟溶劑有:2-(全氟辛基)乙醇等含氟醇、含氟羧酸、含氟羧酸之醯胺、含氟磺酸等。
非質子性溶劑可舉如以下所示之非質子性非含
氟溶劑、非質子性含氟溶劑等。
非質子性非含氟溶劑有:己烷、環己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、十氫萘、丙酮、環己酮、2-丁酮、二甲氧乙烷、單甲基醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、丙二醇單甲基醚單乙酸酯(PGMEA)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMA)、N-甲基吡咯啶酮、四氫呋喃、大茴香醚、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯、二氯苯、苯、甲苯、二甲苯、乙
苯、、四氫萘、甲萘等。
非質子性含氟溶劑有:1,4-雙(三氟甲基)苯等多氟芳香族化合物、全氟三丁胺等多氟三烷基胺化合物、全氟十氫萘等多氟環烷化合物、全氟(2-丁基四氫呋喃)等多氟環狀醚化合物、全氟聚醚、多氟烷化合物、氫氟醚(HFE)等。
該等溶劑可單獨使用1種亦可將2種以上併用。
又,該等以外的廣泛化合物亦可使用。
該等中,作為用以溶解聚合物(II)的溶劑,在聚合物(II)之溶解度大且為良溶劑的觀點下,以非質子性含氟溶劑為佳。
就溶劑而言,亦宜使用可溶解聚合物(I)所構成之構件等欲接著之構件的溶劑。藉此,可使該構件與接著部間之密著性更加優異。
從塗佈接著劑(1)時容易形成均勻塗膜的觀點來看,溶劑之沸點在65~220℃為佳,在70~220℃尤佳。
溶劑含量可因應接著劑(A)之固體成分濃度設定。
接著劑材料(A)可在取得聚合物(II)或其溶液後,因應需求混合其他成分、溶劑等而調製。
聚合物(II)或其溶液若市面上已有販售合於所需的品項亦可取其作使用,或可由各種原料化合物以聚合等適當的方法製造。例如,可依照日本專利特許第2526641號公報等中所記載之製造方法來製造聚合物(II)。
接著劑(B)係含有具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物(以下,接著劑(B)中所含該氟聚合物亦稱「聚合物(III)」)及紫外線遮蔽劑之接著劑。接著劑(B)若含有紫外線遮蔽劑,就比較難以發生聚合物(III)在波長200~400nm之紫外線下劣化或分解從而造成密著性降低的情形。藉由接著劑(B)含有聚合物(III)及紫外線遮蔽劑,接著部便可將使用於以波長200~400nm之紫外線作為光源之紫外線發光裝置且由聚合物(I)構成之構件,以優異的密著性接著於由其他材料構成之構件或由聚合物(I)構成之其他構件。又,即使是曝露在波長200~400nm之紫外線或高溫(例如50~90℃)下該密著性也不會輕易降低,耐光性及耐熱性亦佳。
可發揮上述效果的理由可舉如:因為具有含氟脂
肪族環結構所以聚合物(III)與由聚合物(I)構成之構件的表面親和性佳,且來自紫外線發光裝置之光源的波長200~400nm之紫外線會被紫外線遮蔽劑吸收及/或反射,所以照射聚合物(III)之紫外線量變少,可抑制聚合物(III)之主鏈或反應性官能基因紫外線而分解等。
接著劑(B)可因應需求更含有聚合物(III)及紫外
線遮蔽劑以外的成分。
接著劑(B)可因應需求更含有溶劑。
聚合物(III)具有含氟脂肪族環結構。
聚合物(III)存在反應性官能基的情況下,宜除了其反應性官能基部分以外為全氟聚合物。
就含氟脂肪族環結構而言,可列舉與聚合物(II)之單元(a)的含氟脂肪族環結構相同者。
聚合物(III)可舉例如具有前述單元(a)之氟聚合物。就單元(a)而言,以主鏈具有含氟脂肪族環結構之單元為佳,且以藉由二烯系含氟單體之環化聚合所形成的單元、以環狀含氟單體為主體之單元尤佳。
二烯系含氟單體、環狀含氟單體分別與單元(a)之說明中所列舉者相同,較佳態樣亦同。
聚合物(III)除了單元(a)以外,亦可具有例如前述單元(b)、單元(c)。
作為單元(a)具有藉由二烯系含氟單體之環化聚
合所形成的單元時,相對於構成聚合物(III)之總單元合計,單元(a)之比率在50莫耳%以上為佳,在75莫耳%以上較佳,在100莫耳%尤佳。
作為單元(a)具有以環狀含氟單體為主體之單元時,相對於構成聚合物(III)之總單元合計,單元(a)之比率在20莫耳%以上為佳,在40莫耳%以上較佳,且以100莫耳%尤佳。
另外,藉由二烯系含氟單體與環狀含氟單體之共聚合而得的聚合物可視為具有以環狀含氟單體為主體之單元的聚合物。
聚合物(III)宜具有反應性官能基。
接著劑(B)將由聚合物(I)構成之構件與由聚合物(I)以外之其他材料構成之構件接著時、或在聚合物(I)具有反應性官能基的情況下,若聚合物(III)具有反應性官能基,就會
與其他材料或聚合物(I)之反應性官能基反應,而獲得較優異的密著性。又,因為接著劑(B)含有紫外線遮蔽劑,所以不易產生反應性官能基因紫外線分解的情形,容易長期發揮反應性官能基的效果。
反應性官能基可舉如與前述相同者。
作為反應性官能基,以選自於由羧基、醯鹵基、烷氧羰基、羰基氧基、碳酸酯基、磺基、膦醯基、羥基、巰基、矽醇基及烷氧矽基所構成群組中之至少1種為佳,且以羧基或烷氧羰基尤佳。
反應性官能基可鍵結於聚合物(III)之主鏈末端亦可含於側基。含於側基時,以含有前述聚合物(II)中之單元(b)的聚合物為佳。此時,聚合物(III)中之單元(a)與單元(b)之合計含量的適當範圍譬如可與聚合物(II)相同。從容易製造的觀點來看,宜鍵結於主鏈末端。主鏈末端含有反應性官能基時,宜使用具有反應性官能基之化合物所得的聚合物作為聚合引發劑或鏈轉移劑。
就聚合物(III)而言,以具有反應性官能基且具有
由二烯系含氟單體之環化聚合所形成之單元的聚合物為佳,並以由藉二烯系含氟單體之環化聚合所形成之單元構成且於主鏈末端具有反應性官能基的聚合物尤佳。
聚合物(III)之Tg宜為30~180℃。如聚合物(II)所
說明,從黏著性及錨定效果優異的觀點來看,以30~100℃較佳,40~95℃更佳,60~90℃尤佳。
紫外線遮蔽劑係具有吸收紫外線功能及反射紫外線功能中任一者或兩者的添加劑。
就紫外線遮蔽劑而言並無特別限定,可使用公知物。
在接著劑之貯藏穩定性優異的觀點下,以選自於由無機粒子及有機粒子所構成群組中之至少1種為佳。
若為選自於由無機粒子及有機粒子所構成群組中之至少1種,紫外線遮蔽劑之平均粒徑宜為0.01~5μm,0.01~3μm尤佳。
就無機粒子而言,可舉如金屬粒子、金屬氧化物
粒子、金屬氮化物粒子、金屬碳化物粒子、碳同素異形體、玻璃粒子、陶瓷粒子、複氧化物粒子等。具體例如:Al粒子、AlN粒子、Al2O3粒子、Ag粒子、Au粒子、BN粒子、BaTiO3粒子、Bi2O3粒子、CeO2粒子、CoO粒子、Cr粒子、CrO3粒子、Cu粒子、CuO粒子、Dy2O3粒子、Er2O3粒子、Eu2O3粒子、Fe粒子、Fe2O3粒子、Fe2O5粒子、Gd2O3粒子、Ho2O3粒子、In2O3粒子、ITO粒子、La2O3粒子、Lu2O3粒子、MgO粒子、Mn3O4粒子、Mo粒子、Nd2O3粒子、Ni粒子、NiO粒子、Pd粒子、Pr6O11粒子、Pt粒子、Sc2O3粒子、Si粒子、SiC粒子、Si3N4粒子、SiO2粒子、Sm2O3粒子、Sn粒子、SnO2粒子、SrTiO3粒子、Ta粒子、Tb4O7粒子、Ti粒子、TiC粒子、TiN粒子、TiO2粒子、Tm2O3粒子、W粒子、WC粒子、Y2O3粒子、Yb2O3粒子、Zn粒子、ZnO粒子、ZrC粒子、ZrO2粒子、鈷藍、碳黑、碳奈米纖維、石墨烯、富勒烯、沸石等。
就有機粒子來說,可舉如樹脂粒子等。具體例如:聚四氟乙烯(PTFE)粒子、聚苯硫粒子、聚醯胺亞胺粒子、聚醚碸粒子、環氧粒子、尼龍粒子、聚甲基丙烯酸酯粒子等。
該等粒子可單獨使用任1種或將2種以上併用。
上述中以碳黑、PTFE粒子、TiO2粒子、SiO2粒子、ZnO粒子、ZrO2粒子為佳。
接著劑(B)中之紫外線遮蔽劑含量依紫外線遮蔽
劑種類而異,宜相對於聚合物(III)為0.1~20質量%,0.1~15質量%較佳,0.1~10質量%尤佳。紫外線遮蔽劑含量只要在前述範圍之下限值以上,接著部之耐光性即佳。紫外線遮蔽劑含量只要在前述範圍之上限值以下,接著部之初始密著性、接著劑之表面平坦性等即佳。
相對於接著劑(B)中之固體成分,材料(B)中之聚
合物(III)與紫外線遮蔽劑之合計含量在50質量%以上為佳,在70質量%以上較佳,在80質量%以上尤佳。聚合物(III)與紫外線遮蔽劑之合計含量只要在前述下限值以上,構件與接著部便具有優異的密著性。
相對於接著劑(B)中之固體成分,聚合物(III)與紫外線遮蔽劑之合計比率並未特別限定上限,亦可為100質量%。
或可因應任意摻混之其他成分的含量適當設定。
另外,接著劑(B)之固體成分係聚合物(III)、紫外線遮蔽劑及其他成分之合計量。
就其他成分而言,可列舉與第一態樣之其他成分相同
者。
接著劑(B)中之其他成分含量可在不損害本發明效果的範圍內因應其他成分之種類適當設定。
就接著劑(B)之溶劑來說,可使用至少會溶解聚合物(III)之溶劑。溶解聚合物(III)之溶劑可具有作為分散紫外線遮蔽劑之分散介質的功能。
作為溶劑,可舉如與第一態樣之溶劑相同者,較佳態樣亦同。
溶劑含量可因應接著劑(B)之固體成分濃度來設
定。
材料(B)之固體成分濃度因應接著劑之塗佈方法、欲形成之塗膜厚度等適當設定即可,以1~30質量%為佳,1~20質量%尤佳。
接著劑(B)可藉由將聚合物(III)或其溶液、紫外線遮蔽劑及因應需求的其他成分、溶劑等混合而調製。
聚合物(III)或其溶液若市面上已有販售合於所需的品項亦可取其作使用,或可由各種原料化合物以聚合等適當方法製造。例如,可依照日本專利特許第2526641號公報等中所記載之製造方法來製造聚合物(III)。
圖1係顯示本發明之紫外線發光裝置一例的概略截面圖。
本例之紫外線發光裝置10具備發光元件1、由聚合物(I)構成之透鏡(光學構件)9、及接著發光元件1與透鏡9之接著部11。
發光元件1具備基板3、可產生波長200~400nm之紫外線的LED晶粒5及框狀的支持台7。
LED晶粒5係安裝於基板3之表面。
支持台7係以包圍LED晶粒5的方式配置在基板3上。
透鏡9則是以閉塞支持台7之開口的方式配置在LED晶粒5之上方並與LED晶粒5分離。
在紫外線發光裝置10中係藉由基板3、支持台7及透鏡9形成一可收納LED晶粒5之空間S。
就基板3而言,可舉如印刷配線基板、引線框架
等。
LED晶粒5產生之紫外線波長為200~400nm,且以200~370nm為佳。紫外線波長愈短,本發明之有用性愈高。
LED晶粒5之材質可舉如GaAs、AIN、AlGaN、AlInGaN等。
支持台7具有側壁部7a及頂面部7b。於頂面部7b
形成有開口7c。在側壁部7a之內壁上端整圈形成有溝槽7d。於溝槽7d設有接著部11。
就支持台7之材料而言,可舉如:科伐合金(Ni-Co合金)、Cu-Zn系銅合金、Cu-Fe系銅合金、Cr-Zr系銅合金、不鏽鋼等合金;Cu、Al、Ni等金屬;氧化鋁等陶瓷、玻璃等。
該等中,在輕量且耐久性佳的觀點下,以合金、陶瓷、Al
為佳。
透鏡9係由上表面為圓頂形狀且下表面平坦的炮
彈型透鏡本體9a及鍔部9b所構成,該鍔部9b係於透鏡本體9a之下端部周面整圈設置。
鍔部9b的寬度(在相對於基板3表面為垂直方向上之寬度)與支持台7之溝槽7d的寬度大致相同。
透鏡本體9a之直徑係與支持台7之開口7c之直徑相同或略小之大小,鍔部9b之直徑則是設為比支持台7之開口7c之直徑大且小於側壁部7a之內徑的大小。因此,從支持台7之開口7c下側將透鏡9***開口7c時,就形成鍔部9b之上表面與頂面部7b下表面相接的狀態。
透鏡9係以鍔部9b之前端與接著部11相接而藉接著部11固定在支持台7。
在此例中,接著部11係由本發明之接著劑形成。
例如,可以下述程序製得紫外線發光裝置10。首先,於支持台7之溝槽7d的位置塗佈接著劑並因應需求使其乾燥。接著從支持台7之開口7c下側將透鏡9***開口7c,使鍔部9b與已乾燥之接著劑接觸並在此狀態下進行烘焙。藉此,已乾燥之接著劑便成為接著部11,於是可藉接著部11將支持台7與透鏡9接著。接下來將已接著透鏡9之支持台7配置於安裝有LED晶粒5之基板3上即製得紫外線發光裝置10。
接著劑之塗佈方法並無特別限定,可利用公知的塗佈方法。例如旋塗法、灌注法、噴墨法、噴霧法等。
塗佈後之乾燥方法無特別限定,可利用公知的乾燥方法。舉例如加熱、真空、及加熱與真空併用等。
接著支持台7與透鏡9時的烘焙溫度典型為接著
劑中之聚合物之Tg以上的溫度,且以Tg I及接著劑中之聚合物之Tg中較高者的Tg以上溫度為佳,Tg I及接著劑中之聚合物之Tg中較高者的Tg+50℃以上溫度尤佳。
烘焙溫度之上限並無特別限定,在透鏡9不易劣化的觀點下,以Tg I及接著劑中之聚合物之Tg中較高者的Tg+100℃以下為佳,且以Tg I及接著劑中之聚合物之Tg中較高者的Tg+80℃以下尤佳。
圖2係顯示本發明之紫外線發光裝置之另一例的
概略截面圖。
本例之紫外線發光裝置20具備發光元件21、光纖(光學構件)29、及接著發光元件21與光纖29之接著部31。
發光元件21具備基板23、可產生波長200~400nm之紫外線的LED晶粒25及由聚合物(I)構成之密封材27。
基板23具有用以安裝LED晶粒25之配線23a及凹部23b,配線23a係設置在凹部23b之底面。於凹部23b之底面安裝有LED晶粒25且在凹部23b內充填有密封材27。發光元件21之上表面係藉由密封材27而形成平坦面。於發光元件21上表面之密封材27的部分藉由接著部31固定有光纖29。
基板23之材質可舉如科伐合金、Al、陶瓷等。
配線23a之材質可舉如Au、Ag、Al、Cu等。
LED晶粒25可舉如與前述LED晶粒5相同者。
光纖29之材質可舉如石英、藍寶石、全氟氟樹脂(例如實施例中使用的CTX-809S(商品名、旭硝子公司製)中之聚合物)等。
於發光元件21之密封材27上配置光纖29,並於光
纖29之下端部周圍塗佈本發明之接著劑再因應需求使其乾燥後,進行烘焙將密封材27與光纖29接著而獲得紫外線發光裝置20。
接著劑之塗佈方法及乾燥方法與前述相同,烘焙的適當範圍亦與前述相同。
圖3係顯示本發明之紫外線發光裝置之另一例的
概略截面圖。
本例之紫外線發光裝置40具備發光元件41、由聚合物(I)構成之平板上的透光窗(光學構件)49及接著發光元件41與透光窗49之接著部51。
發光元件41具備基板43、框架45、及多個可產生波長200~400nm之紫外線的LED晶粒47。
LED晶粒47係安裝在基板43之表面。框架45係以包圍多個LED晶粒47的方式配置於基板43上。於框架45上面形成有接著部51。透光窗49係以閉塞框架45之開口的方式配置於框架45上並藉由接著部51與框架45接著。框架45之高度高於LED晶粒47之高度,且LED晶粒47與透光窗49分離。
在紫外線發光裝置40中係藉由基板43、框架45及透光窗49形成有一可收納多個LED晶粒47之空間S。
基板43及框架45之材質可舉如Al、矽、陶瓷、
SiC、GaN、玻璃、鎢、鉬、藍寶石等。基板43及框架45之材質可相同亦可互異。
就LED晶粒47而言,可舉如與前述LED晶粒5相同者。
於發光元件41之框架45上表面塗佈本發明之接著劑並因應需求使其乾燥。接著於框架45上配置透光窗49並在使其與已乾燥之接著劑接觸的狀態下進行烘焙。藉此,已乾燥之接著劑即成為接著部51,並可藉接著部51將框架45與透光窗49接著而獲得紫外線發光裝置40。
接著劑之塗佈方法及乾燥方法與前述相同,烘焙的適當範圍亦與前述相同。
另外,本發明之紫外線發光裝置不受上述例限定。上述例之各構成及該等組合等僅為一例,在不脫離本發明主旨之範圍內可進行構成之附加、省略、取代及其他變更。
紫外線發光裝置不受圖1~3所示者限定。
光學構件之透鏡、光纖、透光窗之形狀不受前述限定。
發光元件亦可使用發光元件1、21、41以外之構成的LED元件。
(形成發光元件及光學構件之聚合物(I))
聚合物(I)宜為具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物。
聚合物(I)在存有反應性官能基的情況下,宜除了其反應性官能基部分以外為全氟聚合物。
就含氟脂肪族環結構而言,可舉如與聚合物(II)之單元(a)之含氟脂肪族環結構相同者。
就聚合物(I)而言,可舉例如具有前述單元(a)之聚合物。
單元(a)以主鏈具有含氟脂肪族環結構之單元為佳,且以藉由二烯系含氟單體之環化聚合所形成的單元、以環狀含氟單體為主體之單元尤佳。
二烯系含氟單體、環狀含氟單體分別與在單元(a)之說明中所列舉者相同,較佳態樣亦同。
聚合物(I)除單元(a)以外,亦可具有例如前述之單元(b)、單元(c)。
作為單元(a)具有藉由二烯系含氟單體之環化聚
合所形成之單元時,相對於構成聚合物(I)之總單元合計,單元(a)之比率在50莫耳%以上為佳,在75莫耳%以上較佳,且以100莫耳%尤佳。
作為單元(a)具有以環狀含氟單體為主體之單元時,相對於構成聚合物(I)之總單元合計,單元(a)之比率在20莫耳%以上為佳,在40莫耳%以上較佳,且以100莫耳%尤佳。
聚合物(I)可具有或可不具有反應性官能基。反應
性官能基可列舉與前述相同者。
具有反應性官能基時,反應性官能基可鍵結於聚合物(I)之主鏈末端亦可含於側基。
在對波長200~400nm之紫外線的透明性、耐光性方面,聚合物(I)不具反應性官能基為佳。因此,宜不具有前述單元(b)、單元(c)且鍵結於主鏈末端之基為反應性官能基以外之基(例如三氟甲基)。
聚合物(I)之Tg在90℃以上為佳,且以100~180℃
尤佳。在本實施態樣之紫外線發光裝置的光學元件與接著部之組合、即聚合物(I)與聚合物(II)之組合中,宜以聚合物(I)之Tg高於聚合物(II)之Tg的方式加以組合。
具備由聚合物(I)構成之構件的發光元件或由聚
合物(I)構成之光學構件若市面上有販售合於所需者亦可取其作使用,也可使用聚合物(I)來製造。聚合物(I)若市面上有販售合於所需者亦可取其使用,或可由各種原料化合物以聚合等適當方法製造。例如,可依照日本專利特許第2526641號公報等中所記載之製造方法來製造聚合物(I)。聚合物(I)之市售品可舉如Cytop(註冊商標、旭硝子公司製)等。
以下列示實施例來詳細說明本發明。惟,本發明不受以下記載限定。
後述例1~10中,例3、5~6及8~10為實施例,例1~2及4為比較例,例7為參考例。
各例中所使用之材料及評估方法顯示於下。
光學構件(1):係將下述氟聚合物(1)壓製成形為厚度200μm之薄膜狀者。
氟聚合物(1):係將全氟(3-丁烯基乙烯基醚)(以下亦稱「BVE」)環化聚合所製得之均聚物,且係主鏈末端基為CF3之聚合物。
氟聚合物(1)可藉由去除CTX-809S(商品名、旭硝子公司製)之溶劑而得。
光學構件(2):係將下述氟聚合物(2)壓製成形為
厚度200μm之薄膜狀者。
氟聚合物(2):係將全氟烯丙基乙烯基醚(以下亦稱「AVE」)環化聚合所製得之均聚物,且係主鏈末端基為COOH之聚合物。
氟聚合物(2)係依照日本專利特許第2526641號公報之實施例1將AVE環化聚合後,再對依照國際公開第2010/032759號之製造例1製得的聚合物進行熱處理後,將末端基水解形成COOH。
光學構件(3):係將下述氟聚合物(3)壓製成形為
厚度200μm之薄膜狀者。
氟聚合物(3):2,2-雙三氟甲基-4,5-二氟-1,3-二呃與四氟乙烯之共聚物Teflon(註冊商標)AF1600。藉由將Teflon(註冊商標)AF1600溶解於溶劑而形成Teflon(註冊商標)AF1 600S(Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co.,Ltd.製),再將其溶劑去除即獲得。
光學構件(1)~(3)在波長200~400nm下之透射
率高達80%以上。另外,該透射率係藉由分光光度計UV-3100(型號,島津製作所公司製)測出。
玻璃轉移溫度(Tg):係依照JIS K 7121:2012年版測出之中點玻璃轉移溫度。
評估試樣製成方法:
於旋塗器設置3cm正方形基板(材質:科伐合金),以每分1,000次之旋轉數使其旋轉並於基板表面滴下0.5mL之接著劑,在150℃下烘焙1小時而形成乾燥膜。接著將切割成2cm正方形之光學構件載置於乾燥膜上,在150℃下烘焙2小時。藉此獲得基板/接著部/光學構件之層構成的評估試樣。
初始密著(棋盤格法):
於評估試樣(基板/接著部/光學構件)之光學構件使用Cotec公司製Cross Cut Guide CCI-2(型號)以切斷機切出25網格之2mm×2mm尺寸的晶格。然後進行10次於該光學構件上黏貼Cellotape(註冊商標)(NICHIBAN Co.,Ltd.製、型號:CT-18)再予以剝離之操作。以20倍光學顯微鏡觀察評估試樣之光學構件面,計數25網格中未剝離之網格數。
從上述結果,將未剝離之網格數在20個以上之情況視為○(良好),未剝離之網格數小於20個之情況則視為×(不良)。
耐光性:
將遮斷波長185nm之螢光管所構成的低壓水銀燈(USH IO電機公司製、型號:SUV-40L)調整為照度10mW/cm2,並對評估試樣之光學構件面照射紫外線(波長254nm)200小時。照射後與初始密著同樣地以棋盤格法評估密著性。
耐熱性:
將評估試樣垂直立起放入80℃烘箱內200小時進行加熱。然後目視確認光學構件有無脫離或位置偏移。
未發生光學構件脫離且與初始(加熱前)位於相同位置之情況視為○(良好),發生光學構件脫離之情況及未發生脫離但偏離初始位置1mm以上之情況則視為×(不良)。
將3-胺丙基三甲氧矽烷以乙醇稀釋成濃度0.1質量%而獲得接著劑(a)。
於CTL-809A(商品名、旭硝子公司製)再加入全氟三丁胺,調整成氟聚合物(4)為濃度4質量%之溶液而製成接著劑(b)。氟聚合物(4)係將與前述氟聚合物(2)同樣的BVE環化聚合所製得之均聚物,且係主鏈末端基為COOH之聚合物,並且,Tg為108℃。
參照日本專利特許第2526641號公報之實施例11,以下述程序製造氟聚合物(5)。
將BVE 24.5g、CF2=CF-OCF2CF2CF2COOCH3(以下亦稱「MXM」)3g、作為聚合引發劑之PEROYL IPP(商品名、日本油脂公司製)0.04g放入安瓿內,在40℃下使其反應24小時而獲得氟聚合物(5)。氟聚合物(5)之組成係藉由BVE之環化聚合所形成之單元/以MXM為主體的單元=9/1(莫耳比),且Tg為73℃。
將製得之氟聚合物(5)溶解於全氟三丁胺中形成濃度4質量%,從而獲得接著劑(c)。
除了將BVE量設為7.9g及MXM量設為13g以外,以與例1同樣的方式進行反應而獲得氟聚合物(6)。氟聚合物(6)之組成係藉由BVE之環化聚合所形成之單元/以MXM為主體的單元=4/6(莫耳比),且Tg為10℃。
將製得之氟聚合物(6)溶解於全氟三丁胺中形成濃度4質量%,從而獲得接著劑(d)。
將碳黑(三菱化學公司製、品號:MA-600)以碳黑相對於氟聚合物為7質量%的方式分散於製造例2所製造之溶液中而獲得接著劑(e)。
將前述氟聚合物(2)溶解於全氟三丁胺中形成濃度4質量%,從而獲得接著劑(f)。
將PTFE微粒子(旭硝子公司製、品號:L170A)以PTFE微粒子相對於氟聚合物為7質量%的方式分散於製造例2所製造之溶液中而獲得接著劑(g)。
將TiO2微粒子(堺化學工業公司製、品號:D-2667)以TiO2微粒子相對於氟聚合物為7質量%的方式分散於製造例2所製造之溶液中而獲得接著劑(h)。
將BE 100g、作為鏈轉移劑之甲醇0.5g及作為聚合引發劑之PEROYL IPP(商品名、日本油脂公司製)0.7g放入高壓
釜(耐壓玻璃製)並予以密閉。於高壓釜內,在40℃下使其反應22小時而獲得BVE之環化聚合物。該聚合物之固有黏度在30℃之全氟(2-丁基四氫呋喃)中為0.2dl/g。接著在熱風循環式烘箱中讓該聚合物在大氣環境下以300℃進行1小時熱處理,再於60℃下將之浸漬於甲醇中20小時。接下來使其在100℃下真空乾燥24小時而獲得氟聚合物(7)。氟聚合物(7)係主鏈末端為COOCH3之聚合物(經IR譜分析確認),且Tg為108℃。
將製得之氟聚合物(7)溶解於全氟三丁胺中形成濃度4質量%。再使碳黑(三菱化學公司製、品號:MA-600)以碳黑相對於氟聚合物為7質量%的方式分散其中而獲得接著劑(i)。
使用各製造例製得之接著劑製作評估試樣,並評估初始密著、耐光性、耐熱性。結果顯示於表1。又,各例中製作評估試樣所用的光學構件之種類及構成該光學構件之氟聚合物之Tg併記於表1。
另外,初始密著之評估結果為×之例1則未進行耐光性及耐熱性之評估。
使用本發明之接著劑的例3、5~6及8~10初始密
著、耐光性、耐熱性均優異。
使用了一般為了提升密著性而採用之矽烷耦合劑的例1初始密著差。
使用了Tg超過100℃之氟聚合物的例2耐光性差。
使用了Tg10℃之聚合物的例4耐熱性差。
又,從例2~4之結果可確認,藉由改變BVE與MXM之比率,可大幅度改變Tg。使用了AVE之均聚物的例7之接著劑(f)則無法選擇Tg。就欲接著之構件的選擇幅度大等方面而言,可選擇大範圍的Tg便為相當有利的效果。
另外,在此係引用已於2014年7月15日提出申請之日本專利申請案2014-144975號之說明書、申請專利範圍、摘要及圖式的全部內容並納入作為本發明說明書之揭示。
Claims (13)
- 一種接著劑,用以形成下述紫外線發光裝置之接著部,其特徵在於:該接著劑為含有具含氟脂肪族環結構之氟聚合物的下述接著劑(B);紫外線發光裝置:具備產生波長200~400nm之紫外線的發光元件、可使自前述發光元件產生之紫外線透射的光學構件、及用以將前述發光元件與前述光學構件接著且由接著劑形成的接著部;接著劑(B):含有前述氟聚合物及紫外線遮蔽劑之接著劑,前述氟聚合物係於側鏈或主鏈末端具有反應性官能基且除了具有該反應性官能基之部分以外不具有與碳原子鍵結之氫原子。
- 如請求項1之接著劑,其中前述接著劑(B)之前述氟聚合物的玻璃轉移溫度為30~100℃。
- 如請求項1或2之接著劑,其中相對於前述氟聚合物,前述接著劑(B)之紫外線遮蔽劑含量為0.1~20質量%。
- 如請求項1或2之接著劑,其中前述接著劑(B)之紫外線遮蔽劑係選自於由無機粒子及有機粒子所構成群組中之至少1種。
- 如請求項1或2之接著劑;其中前述光學構件係由具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物形成。
- 如請求項5之接著劑,其中前述光學構件中之氟聚合物的玻璃轉移溫度在前述接著劑中之氟聚合物的玻璃轉移溫度以上。
- 如請求項5之接著劑,其中前述光學構件中之氟聚合物的玻璃轉移溫度為100~180℃。
- 如請求項1或2之接著劑,其中前述具有含氟脂肪族環結構之氟聚合物係具有單元(a)之聚合物,且該單元(a)具有含氟脂肪族環結構。
- 如請求項8之接著劑,其中前述單元(a)中含氟脂肪族環之構成環的碳原子有至少1個為構成聚合物主鏈的碳原子。
- 如請求項8之接著劑,其中前述單元(a)為不具有與碳原子鍵結之氫原子的單元。
- 如請求項8之接著劑,其中前述單元(a)為藉由二烯系含氟單體之環化聚合所形成的單元。
- 如請求項8之接著劑,其中前述玻璃轉移溫度為30~100℃之氟聚合物具有前述單元(a)及下式(b)所示之單元(b),且相對於總單元合計,前述單元(a)與前述單元(b)之合計含量為50~100莫耳%;(惟,Rf為可具有醚性氧原子之全氟伸烷基,X為COOH、COOR、SO2F、SO3R或SO3H,R為碳數1~5之烷基)。
- 一種紫外線發光裝置,具有可產生波長200~400nm之紫外線的發光元件、及可透射波長200~400nm之紫外線的光學構件,其特徵在於:前述發光元件及前述光學構件係藉由接著部接著,且該接著部係由如請求項1至12中任一項之接著劑形成。
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