包括氟代聚(亚苯基醚酮)保护性涂层的电光元件以及相关方法技术

一种向电光元件上施涂保护性涂层的方法，该方法包括将电光元件放置在室内（步骤３２）和向电光元件的至少一个表面上施涂涂料组合物从而在其上形成保护性涂层（步骤３５）。所述涂料组合物可以包括氟代聚（亚苯基醚酮）和抗反射剂。所述抗反射剂例如可以包括无机盐、有机官能化的添加剂和铒掺杂剂中的至少一种。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电光元件领域，更具体地，涉及用于电光元件的保护性涂层。
技术介绍
互联网、电话会议等应用的不断增加需要能够处理宽带信号输送的更快的数据传输方法。作为结果，光通迅如应用光纤网络的光电技术是一种越来越流行的通迅方法。随着光通迅网络的开发和实施，越来越需要更小且更为可靠的光元件。例如现在已生产了电光元件如微型光电机械系统(MOEMS)，用于转换和发送光宽带数据流。但在某些光网络中MOEMS可能需要几百万或更多个镜子。这些元件必须可靠并且能够在不利的环境条件下操作，其中所述不利环境有可能会使镜子、开关以及这些元件的铰链、地址(address)和定位电极的光学性能和机械操作劣化。因此，在MOEMS和其它小型电光元件的生产中包装就是一个重要的考虑因素。这种包装通常需要保护元件不受大气污染物如水分和亚原子颗粒的影响。其结果是，所述元件可能需要一个保护性涂层以减少例如由水蒸汽造成的腐蚀或静摩擦的发生。现有技术的典型涂层包括由无机化学气相沉积(例如MgF2、MgPO4、SiN、SiON、SIF4)、聚对亚苯基二甲基类的N、C、D、和F硅树脂(如Midland，Michigan的DowChemical Company公司生产的DC 1900)、以及氟代聚丙烯酸酯类(如St.Paul，Minnesota的Minnesota Mining & Manufacturing Company生产的FC-722)而生产的涂层。遗憾的是，上述现有技术的涂层通常具有一个或多个缺点，如费用高、可靠性差、以及不能对元件进行重新处理等。另外，这些涂层有可能不能提供非密封性涂层和敷形涂层，而这些在某些应用中是需要的。针对这些缺点，已经在各种大规模用途中应用的一种非常有前途的涂层材料为氟代聚(亚苯基醚酮)或12F-PEK。这种材料由Cassidy等人在US 4,902,769中公开，该文献在这里全文引用用作参考。通过举例的方法，St.Clair等人的题为“氟代聚(亚苯基醚酮)(Fluorinated Poly(Phenylene Ether Ketones))”的文章(NASATech Brief，1994年11月，vol.18，Issue 11，第74页)指出12F-PEK可能非常适合用于电子和热控制领域的薄膜和涂层材料。更具体地，所述文章列举了这类用途如钝化剂绝缘涂层和微电子电路中的中级电介质或太阳能电池或镜子上的保护性透明涂层。上述文章进一步指出12F-PEK是一种无色、透明、并具有较低介电常数的物质。即使如此，对MOEMS和其它小型电光元件来说，12F-PEK可能仍不够透明。专利技术概述从前述背景来看，本专利技术的目的是提供一种包括保护性涂层的电光元件以及相关的方法，所述方法能够提供足够的透明性、可靠性，并且允许对电光元件进行重新处理。通过向电光元件上施涂保护性涂层的方法可以实现本专利技术的这个及其它目的、特征和优点，所述方法包括将电光元件放置于室中，并且在电光元件的至少一个表面上施涂涂料组合物，从而形成保护性涂层。所述涂料组合物可以包括氟代聚(亚苯基醚酮)和抗反射剂。所述涂料组合物可进一步包括利于其施涂的溶剂。更具体地，施涂涂料组合物可以包括喷涂和旋涂中的至少一种。具体地，所述室可以为一个真空室，并且可以抽空所述真空室并且在其内涂覆电光元件。优选施涂涂料组合物从而基本在整个至少一个表面上形成敷形保护性涂层。另外，抗反射剂可以包括无机盐、有机官能化的添加剂和铒掺杂剂中的至少一种。保护性涂层的厚度可以小于约25μm。另外，所述电光元件可以包括至少一种如下的元件微光电机械系统(MOEMS)、立腔表面发射激光器(VCSEL)、光开关、镜组、光路由器、光波长调节器、光发射器、光接收器、光收发器、激光二极管、全息光栅、衍射光栅和镜头。所述电光元件的至少一个表面也可以是非平面的。本方法进一步包括在施涂涂料组合物之前清洗至少一个表面，以及在施涂涂料组合物的过程中加热电光元件。更具体地，加热可以在约25至100℃的温度范围内进行。另外，所述电光元件的保护性涂层可以在预定温度下在室内固化预定时间。本专利技术方法的另一个方面是对其上包括12F-PEK保护性涂层的电光元件进行重新处理。该方法可以包括去除12F-PEK保护性涂层从而暴露所述电光元件的至少一个部位，以及对电光元件的至少一个暴露部位施涂包括12F-PEK的涂料组合物。所述涂料组合物及其施涂可与上述类似。本专利技术的电光元件包括基板和至少一种位于其上的电光元件、以及在基板和至少一个电光元件上的保护性涂层，所述保护性涂层含有氟代聚(亚苯基醚酮)和抗反射剂。所述抗反射剂可以包括无机盐、有机官能化的添加剂和铒掺杂剂中的至少一种。所述保持性涂层可以具有例如小于约3μm的厚度。另外，所述至少一种电光元件可以具有非平面的表面，并且所述保护性涂层可以基本覆盖所述非平面表面。另外，所述电光元件可以为如下元件的至少一种微光电机械系统(MOEMS)、立腔表面发射激光器(VCSEL)、光开关、镜组、光路由器、光波长调节器、光发射器、光接收器、光收发器、激光二极管、全息光栅、衍射光栅和镜头。另外提供用于本专利技术的电光元件的涂料。所述涂料可以包括溶剂、氟代聚(亚苯基醚酮)和抗反射剂。更具体地，所述涂料可以包括约2-8.5wt％的氟代聚(亚苯基醚酮)和约1.0-6.0wt％的抗反射剂。另外，所述抗反射剂可以包括无机盐、有机官能化的添加剂和铒掺杂剂中的至少一种。附图的简要描述附图说明图1的流程图描述了按照本专利技术向电光元件上施涂保护性涂层的方法。图2为按照图1的方法涂覆的电光元件的透视图。图3为图1方法的各个步骤的温度和时间图线。图4的流程图为按照本专利技术重新处理电光元件的方法。优选实施方案的详细描述下面参考附图更加全面地描述本专利技术，在附图中给出了本专利技术的优选实施方案。但本专利技术也可以以多种不同的形式体现，并且不应该局限于这里所描述的实施方案。更准确地说，提供这些实施方案是为了使本专利技术的公开更加彻底和完全，并且向本领域的熟练技术人员完整地传达本专利技术的范围。在全文中类似的数字代表类似的元素，并且应用基本符号来表示在替换实施方案中的类似元素。首先参照图1和图2，先描述向电光元件10上施涂保护性涂层的第一种方法。该方法可以开始(方框30)于清洗要被涂覆的电光元件10的表面(或几个表面)，这一步在方框31中进行。一种举例性的清洗方法在下文的实施例1中进行描述。当然，也可以应用其它合适的清洗方法，并且所应用的具体清洗方法取决于要涂覆的具体的电光元件，这一点本领域的熟练技术人员将会理解。另外，也不是在每一种施涂过程中都需要进行清洗。电光元件10优选放置于室11中，例如真空室中，这一步在方框32中进行。上述清洗可以在室11中进行也可以在将光电元件10放置于其中之前进行。室11可以包括用于光电元件10的基座12。基座12可以包括加热元件13，该加热元件可以用来预热电光元件10(方框34)。当然也可以应用其它合适的加热设备。优选预热电光元件10直到其在时间t1时达到温度T1，正如图3所图示。例如，虽然也可以应用其它温度，但温度T1可以在约25至100℃的范围内。对于在真空中的喷涂，温度优选在约70至100℃的范围内。例如可以任选应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向电光元件上施涂保护性涂层的方法，包括：将电光元件放置在室内；和向电光元件的至少一个表面上施涂涂料组合物，从而在其上形成保护性涂层，所述涂料组合物含有氟代聚（亚苯基醚酮）和抗反射剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RT派克，CL阿迪肯斯，CE布赖恩特，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]