利用含硅组合物制备发光器件的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备发光器件的方法。所述方法包括提供发光二极管；提供光学元件；用可光聚合的组合物将所述光学元件附连到所述发光二极管，所述可光聚合的组合物包括含硅的树脂以及含金属的催化剂，其中所述含硅的树脂包括硅键合的氢以及脂肪族不饱和基团；以及施加具有７００ｎｍ或更小波长的光化辐射，以开始在所述含硅的树脂内的硅氢化反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备发光器件的方法，并且具体地讲，涉及利用可光聚合的含硅组合物将光学元件附连到发光二极管(LED)的方法。
技术介绍
由于包括LED的发光器件具有相对较小的尺寸、低功率/电流需 求、快速响应时间、长寿命、结实的包装、多种可用的输出波长以及 与现代化电路板的兼容性，因此它们在某种程度上是理想的光源。这 些特性有助于解释过去数十年中，它们得以广泛应用于大量不同的最 终应用场合的原因。对LED的功效、亮度以及输出波长方面的改进一 直在持续进行，这进一步扩大了潜在的最终应用范围。因此，存在着对于可用于制备包括LED的发光器件的光化学热稳 定组合物的需求。具体地讲，存在着对于可用于将光学元件附连到LED 的材料的需求。
技术实现思路
本文公开了一种制备发光器件的方法。该方法包括提供LED;提 供光学元件；用可光聚合的组合物将光学元件附连到发光二极管，该 可光聚合的组合物包括含硅的树脂以及含金属的催化剂，其中含硅的 树脂包括硅键合的氢以及脂肪族不饱和基团；以及施加具有700nm或 更小波长的光化辐射，以开始在含硅的树脂内的硅氢化反应。可在附 连光学元件之前或之后施加光化辐射，或者在之前以及之后都施加光 化辐射。本文所公开的方法提供包括LED的其上附连光学元件的发光器件。光学元件可包括透镜、光学膜(诸如多层光学膜或增亮膜)、无 机发光材料反射器组件、或它们的组合。发光器件可包括以多种方式 装配的LED，诸如装配在陶瓷或聚合物包装内，或在电路板上。光学元件可接触LED，或者可以与LED间隔开。本方法提供了利用可光聚合的组合物将光学元件附连到LED的方 式，该可光聚合的组合物即使在相对较低的温度下也具有较快的固化 机理。本专利技术的这些方面以及其它方面在下面的具体实施方式中将显而 易见。然而，在任何情况下上述
技术实现思路
都不应理解为是对受权利要 求书保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求的限定，在专利申 请过程中可以对其进行修正。附图说明结合以下附图以及以下具体实施方式及实例可以更加全面地理解 本专利技术。在任何情况下都不应将附图理解为是对受权利要求书保护的 主题的限制，该主题仅受本文所阐述的权利要求的限定。图l示出了示例性发光器件，其中光学元件为透镜并且LED为表 面装配。图2示出了示例性发光器件，其中光学元件为透镜并且LED位于 凹陷的腔体中。图3示出了示例性发光器件，其中光学元件为无机发光材料反射 器组件。图4示出了示例性发光器件，其中光学元件为球透镜。 图5示出了示例性发光器件，其中光学元件为提取器。具体实施例方式本文所公开的是制备发光器件的方法，该发光器件包括通过可光聚合的含硅组合物附连到LED的光学元件。 一般来讲，含硅的树脂因 其热稳定性以及光化学稳定性而有利。含硅的树脂通常包括有机基硅 氧垸，该有机基硅氧烷通过在键合到有机基硅氧烷组分上的硅烷醇基 团间进行酸催化的縮合反应或通过在纳入脂肪族不饱和基团以及硅键 合的氢的(键合到有机基硅氧垸组分上的)基团之间进行金属催化的 硅氢化反应而固化。首先，固化反应相对较慢，有时完成反应会需要 数小时。其次，如果要在相对较短的时间里实现期望的固化程度，通 常要求温度显著超过室温。本文所公开的方法还利用有机基硅氧烷组合物，所述组合物通过 在纳入脂肪族不饱和基团的(键合到有机基硅氧垸组分上的)基团之 间进行金属催化的硅氢化反应而固化。然而，本文所用的含金属的催 化剂可通过光化辐射进行活化。使用辐射活化的硅氢化反应来固化可 光聚合的组合物的优点包括(l)能够固化可光聚合的组合物，而不会让LED、 LED上附连的基底或者包装或体系中存在的任何其它材料受 到可能的有害温度的影响；(2)在没有抑制剂的情况下，能够配制具有 长使用寿命(也称为槽池寿命或储存寿命)的单组分可光聚合的组合 物；(3)能够按照使用者的要求固化可光聚合的组合物；(4)能够通过避 免热固化型硅氢化反应组合物通常所需的双组分配方需求来简化配方 工艺。本专利技术所公开的方法涉及波长小于或等于700纳米(nm)的光化辐 射的用途。因此，本专利技术所公开的方法在其避免有害温度的程度上尤 其有利。本专利技术所公开的方法优选地涉及温度低于120°C、更优选地温 度低于6(TC、还更优选地温度为25或更低的光化辐射应用。 一般来 讲，施加光化辐射时期望可光聚合的组合物处于约3(TC至约12(TC的 温度，(例如)以便降低可光聚合的组合物的粘度，有利于释放任何 夹带的气体，或加速固化。本专利技术所公开的方法中所用的光化辐射包括波长小于或等于700nm的广泛范围内的光，包括可见光以及紫外光，但是优选的是， 光化辐射具有600nni或更小的波长，并且更优选地为200至600nm， 甚至更优选地为250至500nm。优选的是，光化辐射的波长为至少 200nm，更优选的是至少250nm。在将光学元件附连到LED前，可施加足量的光化辐射。足量的光 化辐射可能足以至少部分地固化可光聚合的组合物；部分固化的组合 物是指，硅氢化反应中消耗至少5摩尔％的脂肪族不饱和基团。足量的 光化辐射可能还足以至少基本上固化可光聚合的组合物；基本固化的 组合物是指，由于硅键合的氢基团与脂肪族不饱和物质之间发生了光 活化的加成反应，反应物质中大于60摩尔％的脂肪族不饱和基团在反 应前己被消耗。优选的是，此类固化在少于30分钟的时间内发生，更 优选的是少于IO分钟，甚至更优选的是少于5分钟。在某些实施例中， 此类固化可在几秒内发生。在将光学元件附连到LED后，可施加足量的光化辐射。足量的光 化辐射可能足以至少部分地固化可光聚合的组合物；部分固化的组合 物是指，硅氢化反应中消耗至少5摩尔％的脂肪族不饱和基团。足量的 光化辐射可能还足以至少基本上固化可光聚合的组合物；基本固化的 组合物是指，由于硅键合的氢基团与脂肪族不饱和物质之间发生了光 活化的加成反应，反应物质中大于60摩尔％的脂肪族不饱和基团在反 应前己被消耗。优选的是，此类固化在少于30分钟的时间内发生，更 优选的是少于IO分钟，甚至更优选的是少于5分钟。在某些实施例中， 此类固化可在几秒内发生。光化辐射源的实例所包括的范围非常广泛。这些辐射源包括卤钨 灯、氤弧灯、汞弧灯、白炽灯、杀菌灯以及荧光灯。在某些实施例中， 光化辐射的光源是LED。在一些情况下，根据可光聚合的组合物中的具体组分，可在光学元件附连到LED之后、但不在之前施加光化辐射。作为另外一种选择，可在光学元件附连到LED之前、但不在之后施加光化辐射。在一些情 况下，可在光学元件附连到LED之前以及之后均施加光化辐射。在一些情况下，本方法还可包括在单独的步骤中加热，S卩，在未 施加光化辐射的情况下。可在施加光化辐射之前或之后，以及在光学 元件与LED附连之前或之后进行加热。如果进行加热，温度可以低于 150°C，或更优选地低于120°C，甚至更优选地低于60°C。可进行加热以便降低可光聚合的组合物的粘度，(例如)从而有 利于任何夹带的气体的释放。可在施加光化辐射过程之中或之后可选 地进行加热以加速固化。也可以进行加热以胶凝含硅的树脂并且控制 可能存在于可光聚合的组合物中的任何附加组分(诸如颗粒、无机发 光材料等)的沉淀。颗粒或无机发光材料的受控沉淀可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备发光器件的方法，所述方法包括：　提供发光二极管；　提供光学元件；以及　用可光聚合的组合物将所述光学元件附连到所述发光二极管，所述可光聚合的组合物包括含硅的树脂以及含金属的催化剂，其中所述含硅的树脂包括硅键合的氢以及 脂肪族不饱和基团；以及　施加具有７００ｎｍ或更小波长的光化辐射，以开始在所述含硅的树脂内的硅氢化反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-5-17 11/383,9161. 一种制备发光器件的方法，所述方法包括提供发光二极管；提供光学元件；以及用可光聚合的组合物将所述光学元件附连到所述发光二极管，所述可光聚合的组合物包括含硅的树脂以及含金属的催化剂，其中所述含硅的树脂包括硅键合的氢以及脂肪族不饱和基团；以及施加具有700nm或更小波长的光化辐射，以开始在所述含硅的树脂内的硅氢化反应。2. 根据权利要求l所述的方法，其中所述硅键合的氢以及所述脂 肪族不饱和基团存在于相同的分子中。3. 根据权利要求l所述的方法，其中所述硅键合的氢以及所述脂 肪族不饱和基团存在于不同的分子中。4. 根据权利要求1所述的方法，其中施加光化辐射包括在120°C 或更低的温度下施加光化辐射。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述含金属的催化剂包括铂。6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述含金属的催化剂选自由 以下物质组成的组Pt(II) e-二酮络合物、(115-环戊二烯基)三(0-脂 肪族)铂络合物以及C7、2cr芳基取代的(nS-环戊二烯基)三(o -脂肪族)铂 络合物。7. 根据权利要求3所述的方法，其中所述可光聚合的材料包括具 有下式单元的有机基硅氧烷R aR bSiO(4-a-b)/2 其中R'为一价、直链、支链或环状、未取代或取代的烃基，所述烃基不含脂肪族不饱和基团并含有1至18个碳原子；R2为一价烃基，所述一价烃基含有不饱和脂肪族基团以及2至10 个碳原子；a为0、 1、 2、或3;b为0、 1、 2、或3;并且a+b的和为0、 1、 2、或3;条件是每个分子中存在平均至少一个R2。8. 根据权利要求3所述的方法，其中所述可光聚合的材料包括具 有下式单元的有机基硅氧烷R、HcSiO(4-a-c)/2 其中W为一价、直链、支链或环状、未取代或取代的烃基，所述烃基 不含脂肪族不饱和基团并含有1至18个碳原子； a为0、 1、 2、或3; C为0、 1或2;并且 a+c的和为0、 1、 2、或3;条件是每个分子中存在平均至少一个硅键合的氢。9. 根据权利要求l所述的方法，其中所述硅键合的氢以及所述脂 肪族不饱和基团按1.0至3.0的摩尔比存在。10. 根据权利要求1所述的方法，其中在将所述光学元件附连到 所述发光二极管之前施加光化辐射。11. 根据权利要求IO所述的方法，其中至少5摩尔％的所述脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯瑟琳A莱瑟达勒，斯克特D汤普森，拉里D伯德曼，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]