有机硅化合物以 Si-O-Si 为主链骨架,同时侧基还连接有有机基团。正是由于其分子结构和组成比较特殊,才使得此类物质既具有无机物的稳定性和强度,又具有有机物的柔韧性、低吸湿性。
从化学键的角度出发,首先,其骨架Si-O的键能为422.5 k J/mol,比C-C(332 k J/mol)和C-O(344.4 k J/mol)大得多,决定了有机硅高分子材料优异的热稳定性。其次,Si-O的转动键能为0.8 k J/mol,远小于C-C的15.1 k J/mol和C-C的11.3 k J/mol,从而使键对侧基的转动位阻较小,主链容易转动。另外,相对于C-C-C和C-O-C,Si-O-Si的键角(143°)更大,单键的内旋转容易,使得其链段具有良好的柔顺性。Si-O键能高、键角大、转动键能低的特点使得有机硅材料具备很宽的适用温度范围(-50~250℃)。
另外,由于 Si-O 间 dπ pπ键的相互补偿和 Si-O 偶极间的相互补偿使硅氧链形成螺旋结构,每个螺旋结构由六个左右的硅氧链节组成,甲基朝外起着屏蔽的作用,从而使得硅氧链之间的相互作用力小、摩尔体积大、表面张力小(约为 21~22 m N/m)。这种结构特点决定了有机硅材料具有良好的疏水性和极弱的吸湿性(小于 0.2%),作为封装材料可有效阻止溶液和湿气侵入内部,从而提高 LED 的适用寿命。