JP2020174218A - 電子物品の形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
物品は、周囲を有し、別に第1最外層と呼ばれることがある上板を含む。上板は、典型的には、ASTM E424−71(2007)を使用して紫外/可視分光光度法を用いて測定するとき、少なくとも70パーセントの光透過率を有する。種々の実施形態では、上板は、少なくとも75、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、又は99パーセントの光透過率を有し、光透過率は最大で100パーセントである。別の実施形態では、上板は、約100パーセント(例えば、99.5%〜100.0%)の光透過率を有する。上板は、後述する任意の1つ以上のシリコーンであるか又は異なり得るケイ素及び酸素系材料(SiOx)で少なくとも部分的に被覆されてもよい。この場合、SiOx材料の被覆は少なくとも部分的に物品の「最外」層になり、上板は少なくとも一部の領域で被覆の内側の層になるであろう。
物品は、上板上に配置されたオプトエレクトロニクス素子も含む。オプトエレクトロニクス素子は、上板上に直接接触して配置されていてもよく、又は依然として上板上に配置されているが上板から離れて配置されていてもよい。一実施形態では、オプトエレクトロニクス素子は、化学気相成長又はスパッタリングにより上板上に直接接触して配置されている。別の実施形態では、オプトエレクトロニクス素子は、上板上に上板から離れて配置されている。この実施形態では、オプトエレクトロニクス素子は、詳細に後述するようなシリコーン結合層上に直接接触して配置されてもよく、シリコーン結合層自体は、上板上に直接接触して配置されている。換言すれば、この実施形態では、シリコーン結合層は、オプトエレクトロニクス素子と上板との間に挟まれ得る。
物品は、シリコーン封止材も含む。シリコーン封止材は、オプトエレクトロニクス素子上に配置された硬化性シリコーン組成物から形成される。シリコーン封止材は、上板とシリコーン封止材との間にオプトエレクトロニクス素子を挟んでいる。シリコーン封止材は、硬化性シリコーン組成物の硬化(反応)生成物(即ち、硬化シリコーン組成物又は硬化ポリオルガノシロキサン)であるか、それを含むか、それから本質的に成るか、又はそれから成ってもよい。あるいは、シリコーン封止材は、シリコーン(即ち、ポリオルガノシロキサン又は硬化ポリオルガノシロキサン)であるか、それを含むか、それから本質的に成るか、又はそれから成ってもよい。用語「本質的に成る」は、シリコーン組成物及び/又は硬化反応生成物及び/又は硬化シリコーン組成物及び/又は硬化ポリオルガノシロキサンが、有機又は非シリコーンポリマーを含まないことを言う。
物品は、上板上に配置されてオプトエレクトロニクス素子と上板との間に挟まれたシリコーン結合層も含み得る。典型的には、シリコーン結合層は、第2シリコーン組成物から形成され、第2シリコーン組成物は、上記の硬化性シリコーン組成物と同じでもよく、又は異なってもよい。
上記のシリコーン結合層に加えて又はシリコーン結合層の代わりに、非シリコーン結合層を使用できることも意図される。非シリコーン結合層は、シリコーン結合層に関して上述したような1つ以上の特性若しくは説明を有し、上述したように配置されてもよく、又は異なってもよい。非シリコーン結合層は、典型的にはシリコーンを含まず、有機ポリマー、プラスチック、木材、金属、又はシリカガラスであるか、それを含むか、それから本質的に成るか、又はそれから成ってもよい。
物品は、バックシートも含み得る。バックシートは、シリコーン封止材上に配置され、シリコーン封止材をオプトエレクトロニクス素子とバックシートとの間に挟んでもよい。バックシートは、オプトエレクトロニクス素子上に配置されてもよい。あるいは、オプトエレクトロニクス素子をバックシート上に配置してもよい。バックシートは、上板及びオプトエレクトロニクス素子を固定し、及び/又はオプトエレクトロニクス素子を少なくとも部分的に封入し得る。種々の実施形態では、バックシートは、更に制御ビードと呼ばれる。制御ビードは、典型的には矩形の形状に適用される。ただし、制御ビードを任意の形状に形成してもよい。制御ビードは、上板、オプトエレクトロニクス素子、又は上板とオプトエレクトロニクス素子との両方の内部と接触することにより、バックシートを含まない上板、オプトエレクトロニクス素子、又は上板とオプトエレクトロニクス素子との両方の周囲に沿って空間を残すことができる。一実施形態では、この空間は、幅が約1.3センチメートル(1/2インチ)である。バックシート及び/又はバックシートの形成に使用される組成物は、後述するような複数の繊維がシリコーン中に配置された及び/又はシリコーンによって封入されたマトリックスと呼ばれることがある。このような実施形態では、バックシート及び/又はバックシートの形成に使用される組成物は、シリコーンであるか、それを含むか、それから本質的に成るか、又はそれから成ってもよく、依然として複数の繊維を含む。このシリコーンは、本明細書に記載の任意の他のシリコーンと同じでもよく、又は異なってもよい。
物品、シリコーン封止材、及び/又はバックシートは、単一の繊維又は複数の繊維を含み得る。他の実施形態では、物品、シリコーン封止材、及び/又はバックシートの1つ以上は、複数の繊維を含まず、単一の繊維も含まない。複数の繊維は、シリコーン封止材及び/又はバックシート中に存在してもよく、例えば、シリコーン封止材及び/又はバックシートにより少なくとも部分的に封入されてもよく、シリコーン封止材及び/又はバックシートから独立していてもよく、又はその両方であってもよい。シリコーン封止材及び/又はバックシートは、少なくとも2つ又は複数の個別繊維を含み得る。あるいは、複数の繊維は、独立した個別の層として物品中に存在してもよい。複数の繊維は、物品及び/又はシリコーン封止材及び/又はバックシート中に配置され得る。例えば、用語「配置された」は、複数の繊維が小領域に集中するのではなく広く分布していることを説明し得る。
一実施形態では、電子物品は、更に光電池モジュール(モジュール)として定義される。この実施形態では、オプトエレクトロニクス素子は、更に光電池として定義される。光電池を上板上に配置してもよく、又は上板を光電池上に配置してもよい。一実施形態では、光電池は、上板上に直接配置され、即ち、上板と直接接触している。他の実施形態では、光電池は、依然として上板「上」に配置されているが、上板から離間している。光電池は、化学気相成長及び/又は物理スパッタリングにより上板上に直接接触して配置(即ち、上板に直接適用)され得る。典型的には、この実施形態では、光電池と上板との間に結合層は必要ない。この実施形態は、典型的には、「薄膜」応用例と呼ばれる。光電池がスパッタリング又は化学気相成長処理技術を用いて上板上に配置された後、1つ以上の導線が光電池に取り付けられ得る。シリコーン封止材がその後導線を覆って適用され得る。あるいは、光電池は、上板及び/又はモジュールとは別に形成され、後に上板上に配置されてもよい。
電子物品は、代わりに更に固体光又は固体照明、例えば発光ダイオード(LED)と定義することができる。当技術分野で知られているように、LEDは、典型的には電子がオプトエレクトロニクス半導体に形成された正孔と再結合したとき順方向バイアス状態で光を発生する。電子は、再結合するとき、典型的にはエレクトロルミネセンスと言われる過程で光子を放出する。固体照明は、以下に限定されないが、インストルメントパネル&スイッチ、カーテシ照明、ウィンカーとストップ信号、家庭用器具、VCR/DVD/ステレオ/オーディオ/ビデオデバイス、おもちゃ/ゲーム器具類、防犯設備、スイッチ、建築照明、標識(経路識別文字)、マシンビジョン、小売ディスプレー、非常用照明、ネオンサイン及び電球代替品、懐中電灯、アクセント照明、フルカラービデオ、白黒メッセージボード、交通・鉄道・航空用途に、携帯電話に、PDA、デジタルカメラ、ラップトップ、医療機器に、バーコードリーダー、色&マネーセンサー、エンコーダー、光スイッチ、光ファイバー通信、及びこれらの組み合わせを含む任意の用途で使用することができる。
本開示は、上板と、上板上に配置されたオプトエレクトロニクス素子と、硬化性シリコーン組成物から形成されてオプトエレクトロニクス素子上に配置されたシリコーン封止材とを含み、オプトエレクトロニクス素子を上板とシリコーン封止材との間に挟んでいる、電子物品の形成方法も提供する。方法は、電子物品の内部から電子物品の周囲へ延びる少なくとも1つの通路を画定するパターンでオプトエレクトロニクス素子上に硬化性シリコーン組成物を堆積させる工程を含む。堆積工程は、特に限定されない。硬化性シリコーン組成物は、当該技術分野で既知の任意の方法、例えば、ブラシ/コテの使用、噴霧、注入、浸漬、分注ノズルの利用、ロールコーティング、転写印刷、スクリーン印刷、カーテンコーティング、又は当該技術分野で既知の任意の方法により堆積され得る。堆積工程は、代わりに分配、配置、塗布、又は被覆と呼ばれ得ることが意図される。一実施形態では、方法は、最初の分配工程(例えば、1つ以上のスプレーノズルを通して)、その後の手動コテ塗り工程、及び任意追加的に塊の分配後の自動コテ塗り工程の組み合わせを含んでもよい。例えば、これは可使時間の長い組成物を使用する場合に可能であり得る。
ジメチルビニル末端ポリジメチルシロキサンと、SiH単位/分子が>3である適量のポリ(ジメチルメチルハイドロジェン)シロキサン架橋剤と、ヒドロシリル化触媒(Pt)と、阻害物質(テトラメチルビニルシクロシロキサン)とを含む、硬化性シリコーン組成物を形成する。混合物の粘度は、25℃でTA InstrumentsのDiscovery HR−2、平行平板レオメータを使用して周波数1ラジアン/秒及び粘弾性範囲内の歪率1%〜5%で測定した初期混合複素粘度が40,000cP〜80,000cPである。
98重量%の実施例A及び2重量%のヒュームドシリカ(Aerosil 200)を含む硬化性シリコーン組成物を形成し、25℃でTA InstrumentsのDiscovery HR−2、平行平板レオメータを使用して周波数1ラジアン/秒及び粘弾性範囲内の歪率1%〜5%で測定した複素粘度は80,000〜180,000cPである。Hauschild Corporationにより供給される遠心ミキサーを使用して、ヒュームドシリカを実施例B中に分散する。
70重量%の実施例A及び30重量%の300,000cPのポリジメチルシロキサン流体を含むシリコーン組成物を形成し、25℃で上記のように測定した粘度は100,000〜150,000cPである。
硬化性シリコーン組成物は、ジメチルビニル末端ポリジメチルシロキサンと、SiH単位/分子が>3である適量のポリ(ジメチルメチルハイドロジェン)シロキサン架橋剤と、ヒドロシリル化触媒(Pt)と、阻害物質(テトラメチルビニルシクロシロキサン)とを含み、25℃でTA InstrumentsのDiscovery HR−2、平行平板レオメータを使用して周波数1ラジアン/秒及び粘弾性範囲内の歪率1%〜5%で測定した初期混合複素粘度は500cP〜2000cPである。
97重量%の実施例D及び3重量%のAerosil 200を含むシリコーン組成物を形成し、25℃でTA InstrumentsのDiscovery HR−2、平行平板レオメータを使用して周波数1ラジアン/秒及び粘弾性範囲内の歪率1%〜5%で測定した複素粘度は106,932cPである。Hauschild Corporationにより供給される遠心ミキサーを使用して、ヒュームドシリカを実施例E中に分散する。
95重量%の実施例D及び5重量%のAerosil 200を含むシリコーン組成物を形成し、25℃でTA InstrumentsのDiscovery HR−2、平行平板レオメータを使用して周波数1ラジアン/秒及び粘弾性範囲内の歪率1%〜5%で測定した複素粘度は1.80E6cPである。Hauschild Corporationにより供給される遠心ミキサーを使用して、ヒュームドシリカを実施例F中に分散する。
上記実施例の試料をシリカガラスパネル(上板)及び透明なMylar(登録商標)バックシートの両方に独立して塗布する。切欠きブレード(コテ)を使用して手動のドローダウン技術で試料を塗布し、切欠きは、シリカガラスに使用するブレードでは0.097cm(0.038インチ)、透明なMylar(登録商標)に使用するブレードでは0.11cm(0.042インチ)である。このドローダウン技術により、中心で1.3cm(0.5インチ)離間する試料のビード(列)が生じる。
実施例A:ビードは約6分で合流する。
実施例B:16分後、ビードは分離したまま残り、追加の重量又は力を加えなければビードが合流する兆候はない。
実施例C:ビードは6分で合流する。
実施例D:ビードは<6分で合流する。
実施例E:16分後、ビードは分離したまま残り、追加の重量又は力を加えなければビードが合流する兆候はない。
Claims (30)
- 周囲を有し、上板と、前記上板上に配置されたオプトエレクトロニクス素子と、硬化性シリコーン組成物から形成されて前記オプトエレクトロニクス素子上に層として配置されたシリコーン封止材とを含み、前記シリコーン封止材が前記オプトエレクトロニクス素子を前記上板と前記シリコーン封止材の前記層との間に挟んでいる、電子物品の形成方法であって、前記方法が、
前記電子物品の内部から前記電子物品の周囲へ延びる少なくとも1つの通路を画定するパターンで前記オプトエレクトロニクス素子上に前記硬化性シリコーン組成物を堆積させる工程と、
前記上板、前記オプトエレクトロニクス素子、及び前記硬化性シリコーン組成物を積層し、前記電子物品を形成する工程と、を含み、
前記硬化性シリコーン組成物が、歪1〜5%で1ラジアン/秒で測定するとき、25℃で10,000〜50,000,000cPの複素粘度を有し、
前記積層工程中に、前記硬化性シリコーン組成物が硬化して前記シリコーン封止材を形成し、空気が前記少なくとも1つの通路を通って前記電子物品の前記内部から前記電子物品の前記周囲へ逃げ、前記硬化性シリコーン組成物の層を形成し、前記硬化性シリコーン組成物が硬化して前記シリコーン封止材の前記層を形成する、方法。 - 前記シリコーン封止材の1平方メートル当たり0〜4個の気泡が存在し、前記気泡が1mm未満の直径を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記電子物品が、前記上板上に配置されて前記オプトエレクトロニクス素子と前記上板との間に挟まれたシリコーン結合層を更に含み、前記シリコーン結合層が、第2硬化性シリコーン組成物から形成され、前記積層工程が、前記上板、前記オプトエレクトロニクス素子、前記硬化性シリコーン組成物、及び前記第2硬化性シリコーン組成物を積層し、前記シリコーン結合層を形成し、前記シリコーン結合層を更に含む前記電子物品を形成する工程として更に定義される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記電子物品が、前記シリコーン封止材上に配置されたバックシートを更に含み、前記バックシートが前記シリコーン封止材を前記オプトエレクトロニクス素子と前記バックシートとの間に挟んでいる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記積層工程が、前記上板、前記オプトエレクトロニクス素子、前記硬化性シリコーン組成物、前記バックシート、及び任意追加的に前記第2シリコーン組成物を積層し、前記バックシートを更に含み、かつ任意追加的に前記シリコーン結合層を更に含む、前記電子物品を形成する工程として更に定義される、請求項4に記載の方法。
- 前記電子物品が、複数の繊維を更に含み、前記積層工程が、前記上板、前記オプトエレクトロニクス素子、前記硬化性シリコーン組成物、任意のバックシート、前記複数の繊維、及び任意追加的に前記第2硬化性シリコーン組成物を積層し、前記複数の繊維を更に含み、かつ任意追加的に前記バックシート及び/又は前記シリコーン結合層を更に含む、前記電子物品を形成する工程として更に定義される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の繊維が前記シリコーン封止材中に配置されている、請求項6に記載の方法。
- 前記方法が、真空を適用し、前記空気を前記少なくとも1つの通路を通って前記電子物品の前記内部から前記電子物品の前記周囲へ排出し、前記硬化性シリコーン組成物の前記層を形成する工程を更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記積層工程中に熱を加えて前記硬化性シリコーン組成物を加熱する工程を更に含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記積層工程が、真空及び圧縮力を同時に適用して、前記空気を前記少なくとも1つの通路を通って前記電子物品の前記内部から前記電子物品の前記周囲へ排出し、前記硬化性シリコーン層の圧縮層を形成し、その後熱を加えて前記硬化性シリコーン組成物を加熱する工程として更に定義される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記硬化性シリコーン組成物の前記複素粘度が、歪1〜5%で1ラジアン/秒で測定するとき、25℃で80,000〜200,000cPである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パターンが、互いにほぼ平行に前記オプトエレクトロニクス素子上にそれぞれ配置された前記硬化性シリコーン組成物の2つ以上の列を含むと更に定義される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パターンが、互いに交差して前記オプトエレクトロニクス素子上にそれぞれ配置された前記硬化性シリコーン組成物の2つ以上の列を含むと更に定義される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記上板及び前記バックシートが、共にシリカガラスであり、前記電子物品が、前記電子物品の前記周囲に沿って配置され、かつ前記上板及び前記バックシートの両方の上に直接接触して配置された、少なくとも1つのスペーサであって、前記電子物品全体にわたって前記スペーサの公称厚さの±15%の均一な厚さを前記電子物品に提供するスペーサを更に含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法から形成される電子物品。
- 周囲を有し、ASTM E424−71(2007)を使用して紫外/可視分光光度法により測定した光透過率が少なくとも70パーセントである上板と、前記上板上に配置された光電池と、前記光電池上に層として配置されたシリコーン封止材とを含み、前記シリコーン封止材が前記光電池を前記上板と前記シリコーン封止材の前記層との間に挟んでいる、光電池モジュールの形成方法であって、前記方法が、
前記光電池モジュールの内部から前記光電池モジュールの周囲へ延びる少なくとも1つの通路を画定するパターンで前記光電池上に前記硬化性シリコーン組成物を堆積させる工程と、
前記上板、前記光電池、及び前記硬化性シリコーン組成物を積層し、前記光電池モジュールを形成する工程と、を含み、
前記硬化性シリコーン組成物が、歪1〜5%で1ラジアン/秒で測定するとき、25℃で80,000〜200,000cPの複素粘度を有し、
前記積層工程中に、前記硬化性シリコーン組成物が硬化して前記シリコーン封止材を形成し、空気が前記少なくとも1つの通路を通って前記光電池モジュールの前記内部から前記光電池モジュールの前記周囲へ逃げ、前記硬化性シリコーン組成物の層を形成し、前記硬化性シリコーン組成物が硬化して前記シリコーン封止材の前記層を形成する、方法。 - 前記シリコーン封止材の1平方メートル当たり5個未満の気泡が存在し、前記気泡が1mm未満の直径を有する、請求項16に記載の方法。
- 前記光電池モジュールが、前記上板上に配置されて前記オプトエレクトロニクス素子と前記上板との間に挟まれたシリコーン結合層を更に含み、前記シリコーン結合層が、第2硬化性シリコーン組成物から形成され、前記積層工程が、前記上板、前記オプトエレクトロニクス素子、前記硬化性シリコーン組成物、及び前記第2硬化性シリコーン組成物を積層し、前記シリコーン結合層を形成し、前記シリコーン結合層を更に含む前記光電池モジュールを形成する工程として更に定義される、請求項16又は17に記載の方法。
- 前記光電池モジュールが、前記シリコーン封止材上に配置されたバックシートを更に含み、前記バックシートが前記シリコーン封止材を前記オプトエレクトロニクス素子と前記バックシートとの間に挟んでいる、請求項16〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記上板及び前記バックシートが、共にシリカガラスであり、前記モジュールが、周囲を有し、前記周囲に沿って配置され、かつ前記上板及び前記バックシートの両方の上に直接接触して配置された、少なくとも1つのスペーサであって、前記モジュール全体にわたって前記スペーサの公称厚さの±15%の均一な厚さを前記モジュールに提供するスペーサを更に含む、請求項19に記載の方法。
- 前記積層工程が、前記上板、前記オプトエレクトロニクス素子、前記硬化性シリコーン組成物、前記バックシート、及び任意追加的に前記第2シリコーン組成物を積層し、前記光電池モジュールを形成する工程として更に定義される、請求項19に記載の方法。
- 前記光電池モジュールが、複数の繊維を更に含み、前記積層工程が、前記上板、前記オプトエレクトロニクス素子、前記硬化性シリコーン組成物、前記任意のバックシート、前記複数の繊維、及び任意追加的に前記第2硬化性シリコーン組成物を積層し、前記複数の繊維を更に含み、かつ任意追加的に前記バックシート及び/又は前記シリコーン結合層を更に含む、前記光電池モジュールを形成する工程として更に定義される、請求項16〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の繊維が前記シリコーン封止材中に配置されている、請求項22に記載の方法。
- 前記方法が、真空を適用し、前記空気を前記少なくとも1つの通路を通って前記光電池モジュールの前記内部から前記光電池モジュールの前記周囲へ排出し、前記硬化性シリコーン組成物の前記層を形成する工程を更に含む、請求項16〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記積層工程中に熱を加えて前記硬化性シリコーン組成物を加熱する工程を更に含む、請求項16〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記積層工程が、真空及び圧縮力を同時に適用して、前記空気を前記少なくとも1つの通路を通って前記光電池モジュールの前記内部から前記光電池モジュールの前記周囲へ排出し、前記硬化性シリコーン層の圧縮層を形成し、その後熱を加えて前記硬化性シリコーン組成物を加熱する工程として更に定義される、請求項16〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記硬化性シリコーン組成物の前記複素粘度が、歪1〜5%で1ラジアン/秒で測定するとき、25℃で80,000〜200,000cPである、請求項16〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パターンが、互いにほぼ平行に前記オプトエレクトロニクス素子上にそれぞれ配置された前記硬化性シリコーン組成物の2つ以上の列を含むと更に定義される、請求項16〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パターンが、互いに交差して前記オプトエレクトロニクス素子上にそれぞれ配置された前記硬化性シリコーン組成物の2つ以上の列を含むと更に定義される、請求項16〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項16〜29のいずれか一項に記載の方法から形成される光電池モジュール。
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