KR20070089163A - 규소-함유 피복제를 사용한 발광 장치의 제조 방법 - Google Patents

규소-함유 피복제를 사용한 발광 장치의 제조 방법 Download PDF

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래리 디. 보드맨
디. 스캇 톰슨
캐서린 에이. 레더데일
앤드류 제이. 오우더커크
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Abstract

발광 장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 방법은 발광 다이오드를 제공하고; 발광 다이오드와 접촉된 상태로 피복제를 형성하고, 여기에서 피복제를 형성하는 것은 발광 다이오드를 규소-함유 수지 및 금속-함유 촉매로 구성된 광중합가능한 조성물과 접촉시키고 (여기에서, 규소-함유 수지는 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합을 포함한다); 700nm 이하의 파장을 가진 화학 복사선을 적용하여, 규소-함유 수지 내에서 히드로실릴화를 개시하는 단계를 포함한다.
발광 장치, 발광 다이오드, 규소-함유 피복제

Description

규소-함유 피복제를 사용한 발광 장치의 제조 방법{METHOD OF MAKING LIGHT EMITTING DEVICE WITH SILICON-CONTAINING ENCAPSULANT}
본 발명은 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 특별하게는, 본 발명은 발광 다이오드(LED) 및 규소-함유 피복제를 가진 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
LED를 위한 전형적인 피복제는 유기 중합체 물질이다. 피복제 수명은, 고 휘도 LED의 개선된 성능을 방해하는 중요한 장애물이다. 통상적인 LED는 에폭시 수지에 피복되고, 사용 시에 시간 경과에 따라 황변화되는 경향이 있어서 LED 휘도를 감소시키고 발광 장치로부터 방출된 빛의 연색 지수(color rendering index)를 변화시킨다. 이것은 백색 LED를 위해 특히 중요하다. 에폭시의 황변화는, LED의 고 작동 온도 및/또는 LED에 의해 방출된 UV-청색 광의 흡수에 의해 유도된 분해로부터의 결과인 것으로 생각된다.
통상적인 에폭시 수지를 사용할 때 발생할 수 있는 두번째 문제는, 반복된 열 순환 시에 와이어 결합이 응력-유도 파손되는 것이다. 고 휘도 LED는 평방 센티미터 당 100와트 정도의 열 부하를 가질 수 있다. 피복제로서 전형적으로 사용되는 에폭시 수지의 열 팽창 계수가 반도체 층의 열 팽창 계수보다 상당히 높고, 에폭시의 모듈러스가 높을 수 있기 때문에, 매입된 와이어 결합은 반복된 가열 및 냉각 주기에서 파손 점까지 응력을 받을 수 있다.
따라서, 많은 온도 주기에 걸쳐 와이어 결합에 대한 응력을 감소시키는, LED를 위해 광화학적으로 안정하고 열적으로 안정한 신규의 피복제가 요구되고 있다. 또한, 제조 시간을 가속화하고 전체 LED 비용을 감소시키기 위해 비교적 빠른 경화 메카니즘을 가진 피복제가 요구되고 있다.
요약
발광 장치의 제조 방법이 여기에 개시되어 있다. 방법은 LED를 제공하고 피복제를 LED와 접촉된 상태로 형성하는 단계를 포함하며; 여기에서 피복제의 형성은 LED를 규소-함유 수지 (여기에서, 규소-함유 수지는 규소-결합된 수소 및 지방족 불포화 결합으로 구성된다) 및 금속-함유 촉매로 구성된 광중합가능한 조성물과 접촉시키고, 700nm 이하의 파장을 가진 화학 복사선을 적용하여 규소-함유 수지 내에서 히드로실릴화를 개시하는 것을 포함한다. 여기에 개시된 방법은 150℃ 미만에서 가열하는 단계를 더욱 포함할 수도 있다.
발광 다이오드 및 규소-함유 수지와 금속-함유 촉매를 포함한 광중합가능한 조성물을 포함하는 발광 장치에 추가로, 상기 방법에 따라 제조될 수도 있는 발광 장치가 또한 여기에 개시되어 있으며, 여기에서 상기 규소-함유 수지는 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합을 포함한다.
여기에 개시된 피복제는 하나 이상의 하기 바람직한 특징을 가질 수 있다: 고 굴절율, 광화학 안정성, 열 안정성, 비교적 빠른 경화 메카니즘에 의한 성형가 능성, 및 비교적 낮은 온도에서의 성형가능성.
본 발명의 상기 및 기타 측면은 하기 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 어떤 경우에서도, 상기 요약이 청구된 주제에 대한 제약으로서 해석되어서는 안 되고, 실행 동안에 수정될 수도 있기 때문에, 주제는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
본 발명은 하기 기재된 도면과 관련하여 하기 상세한 설명 및 실시예를 고려하면 더욱 완벽히 이해될 수도 있다. 도면은 예증을 위한 것이고, 어떠한 경우에라도 청구된 주제에 대한 제약으로서 해석되어서는 안되며, 주제는 여기에 기재된 청구의 범위에 의해서만 한정되어야 한다.
도면은 개시된 방법에 따라 제조될 수 있는 발광 장치의 개략도이다.
발광 장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 도면을 참조하면, LED(1)는 반사 컵(3)에 있는 기판(6) 위에 배치된 금속화 접촉면(2a) 위에 설치되어 있다. LED(1)는 최저 표면 위에서 하나의 전기 접촉면과 최상 표면 위에서 다른 하나의 전기 접촉면을 가지며, 후자가 와이어 결합(4)에 의해 별도의 전기 접촉면(2b)에 연결된다. LED에 에너지를 공급하기 위하여 전력 공급원이 전기 접촉면에 결합될 수 있다. 피복제(5)는 LED를 피복한다.
규소-함유 피복제 내에 밀봉된 LED를 사용하여 발광 장치를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 규소-함유 피복제는, 그들의 열적 및 광화학적 안정성 때문에 유리하다. 규소-함유 피복제가 당 기술분야에 공지되어 있다. 이러한 조성물은 전형적으로, 유기실록산 성분에 결합된 실라놀 기 사이에서 산-촉매화 축합 반응에 의해, 또는 유기실록산 성분에 결합되어지는 지방족 불포화 결합을 가진 기와 규소-결합 수소 사이에서 금속-촉매화 히드로실릴화 반응에 의해 경화되는 유기실록산을 포함한다. 첫 번째 경우에서, 경화 반응은 비교적 느리고, 때때로 완성되는데 많은 시간이 걸린다. 두 번째 경우에서, 바람직한 경화 수준은 보통 실온보다 상당히 높은 온도를 필요로 한다. 예를들어, 미국 특허출원 공개 US 2004/0116640A1은, 이러한 조성물이 "약 120℃ 내지 180℃에서 약 30 내지 180분동안 바람직하게 경화된다… "라고 언급하고 있다.
여기에 개시된 방법은 지방족 불포화 결합을 가진 기와 규소-결합 수소 간의 금속-촉매화 히드로실릴화 반응에 의해 경화되는 유기실록산 조성물을 사용하며, 이것은 유기실록산 성분에 결합된다. 여기에 사용된 금속-함유 촉매는 화학 복사선에 의해 활성화될 수 있다. 화학 복사선에 의해 활성화된 촉매를 사용하여 히드로실릴화를 개시하는 장점은, (1) LED, 이것이 부착된 기판, 또는 패키지 또는 시스템에 존재하는 다른 재료를 잠재적으로 유해한 고온으로 처리하지 않으면서, 피복 조성물을 경화하는 능력, (2) 긴 작업 시간(배쓰(bath) 수명 또는 저장 수명으로 알려짐)을 나타내는 1-부분 피복 조성물을 제형하는 능력, (3) 사용자의 판단에 따라 요구되는 피복 제형을 경화시키는 능력, 및 (4) 열적으로 경화가능한 히드로실릴화 조성물을 위해 전형적으로 요구되는 바와 같이, 2-부분 제형의 필요성을 피함으로써 제형 공정을 단순화하는 능력을 포함한다.
개시된 방법은 700나노미터(nm) 이하의 파장을 가진 화학 복사선의 사용과 관련된다. 따라서, 개시된 방법은 유해 온도를 피하는 정도까지 특히 유리하다. 바람직하게는, 개시된 방법은 120℃ 미만의 온도, 더욱 바람직하게는 60℃ 미만의 온도, 더욱 더 바람직하게는 25℃ 이하의 온도에서 화학 복사선의 적용과 관련된다.
개시된 방법에서 사용된 화학 복사선은 가시광 및 UV 광을 포함하여 700nm 이하의 넓은 파장 범위의 빛을 포함하고, 바람직하게는 화학 복사선은 600nm 이하의 파장, 더욱 바람직하게는 200 내지 600nm의 파장, 더욱 더 바람직하게는 250 내지 500nm의 파장을 갖는다. 바람직하게는, 화학 복사선은 200nm 이상, 더욱 바람직하게는 250nm 이상의 파장을 갖는다.
적어도 부분적으로 경화된 피복제를 형성하기 위한 시간 동안에, 충분한 양의 화학 복사선을 규소-함유 수지에 적용한다. 부분 경화된 피복제는, 지방족 불포화 결합의 적어도 5몰%가 히드로실릴화 반응에 소모된다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 실질적으로 경화된 피복제를 형성하기 위한 시간 동안 충분한 양의 화학 복사선을 규소-함유 수지에 적용한다. 실질적으로 경화된 피복제는, 지방족 불포화 종과 규소-결합 수소의 광 활성화 첨가 반응의 결과로서, 반응에 앞서서 반응물 종에 존재하는 지방족 불포화 결합의 60몰% 이상이 소모된다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 이러한 경화는 30분 미만, 더욱 바람직하게는 10분 미만, 더욱 더 바람직하게는 5분 미만, 또는 1분 미만 내에 일어난다. 특정한 구현양태에서, 이러한 경화는 10초 미만에 일어날 수 있다.
화학 복사선의 공급원의 예는 텅스텐 할로겐 램프, 크세논 아크 램프, 수은 아크 램프, 백열 램프, 살균 램프, 및 형광 램프를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 화학 복사선의 공급원은 LED이다.
일부 경우에, 여기에 개시된 방법은 피복제를 형성하기 위해 화학 복사선을 적용한 후에 가열 단계를 더욱 포함할 수도 있다. 규소-함유 수지를 겔화시키고, 피복제에 존재할 수도 있는 입자, 인광체 등과 같은 추가의 성분들의 침강을 억제시키기 위해 화학 복사선이 적용될 수도 있다. 피복제 내에서 입자 또는 인광체의 특정하게 유용한 공간 분포를 달성하기 위하여 입자 또는 인광체의 조절된 침강이 사용될 수도 있다. 예를들어, 방법은 LED 효율 또는 방출 패턴을 증진시킬 수도 있는 구배 굴절율 분포를 형성할 수 있도록 입자의 침강을 제어할 수도 있다. 또한, 피복제의 일부가 투명하고 다른 일부가 인광체를 함유하도록 인광체의 부분 침강을 가능하게 하는 것이 유리할 수도 있다. 이러한 경우에, 인광체로부터 방출된 빛을 위한 렌즈로서 작용하도록 피복제의 투명한 부위를 형태화할 수도 있다.
침강을 제어하는 것 이외에, 피복제의 형성을 촉진하거나 이전의 단계 동안에 피복제가 화학 복사선에 노출되는 시간 량을 감소시키기 위하여, 화학 복사선을 적용한 후의 가열 단계가 사용될 수도 있다. 적외선 램프, 강제 통풍 오븐 또는 가열 플레이트와 같은 임의의 가열 수단이 사용될 수도 있다. 적용된다면, 150℃ 미만, 또는 더욱 바람직하게는 100℃ 미만, 더욱 더 바람직하게는 60℃ 미만에서 가열될 수도 있다.
또한, 규소-함유 수지 및 금속-함유 촉매를 포함한 광중합가능한 조성물 및 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치가 개시되어 있으며, 여기에서 규소-함유 수지는 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합을 포함한다. 일부 구현양태에서, 금속-함유 촉매는 백금을 포함할 수도 있다. 다른 구현양태에서, 광중합가능한 조성물은 약 30℃ 내지 약 120℃의 온도일 수도 있다. 다른 구현양태에서, 금속-함유 촉매는 백금을 포함할 수도 있고, 광중합가능한 조성물은 약 30℃ 내지 약 120℃의 온도일 수도 있다.
일부 경우에, 여기에 개시된 방법은 화학 복사선이 적용되기 전에 약 30℃ 내지 약 120℃의 온도에서 가열 단계를 더욱 포함할 수도 있다. 예를들어 포획된 기체의 방출을 가속화하기 위하여, 광중합가능한 조성물의 점도를 낮추기 위해 가열을 수행할 수도 있다. 피복제의 형성을 촉진하기 위해 화학 복사선을 적용하는 동안 또는 후에 가열을 임의로 적용할 수도 있다.
규소-함유 수지는 단량체, 올리고머, 중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 이것은 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합을 포함하고, 이것은 히드로실릴화를 가능하게 한다 (다시말해서, 탄소-탄소 이중 결합 또는 삼중 결합을 가로지른 규소-결합 수소의 첨가). 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합은 동일한 분자에 존재하거나 존재하지 않을 수도 있다. 또한, 지방족 불포화 결합이 규소에 직접 결합되거나 직접 결합되지 않을 수도 있다.
바람직한 규소-함유 수지는 피복제를 제공하는 것이고, 이것은 액체, 겔, 탄성체 또는 비-탄성 고체의 형태일 수도 있으며, 열적으로 및 광화학적으로 안정하다. UV 광을 위하여, 적어도 1.34의 굴절율을 가진 규소-함유 수지가 바람직하다. 일부 구현양태를 위하여, 적어도 1.50의 굴절율을 가진 규소-함유 수지가 바람직하다.
광안정성이고 열적으로 안정한 피복제를 제공하기 위해 바람직한 규소-함유 수지가 선택된다. 여기에서, 광안정성은, 화학 복사선에 장기간 노출 시에, 특히 착색 또는 광 흡수 분해 생성물의 형성에 관해서 화학적으로 분해되지 않는 물질을 가리킨다. 여기에서, 열적으로 안정한 이란, 열에 장기간 노출 시에, 특히 착색 또는 광 흡수 분해 생성물의 형성에 관해서 화학적으로 손상되지 않는 물질을 가리킨다. 추가로, 바람직한 규소-함유 수지는 제조 시간을 가속화하고 전체 LED 비용을 감소시키기 위하여 비교적 빠른 경화 메카니즘(예, 수 초간 내지 30분 미만)을 가진 것이다.
적절한 규소-함유 수지의 예는 예를들어 미국 특허 6,376,569호 (Oxman 등), 4,916,169호 (Boardman 등), 6,046,250호 (Boardman 등), 5,145,886호 (Oxman 등), 6,150,546호 (Butts) 및 미국 특허출원 2004/0116640 (Miyoshi)에 개시되어 있다. 바람직한 규소-함유 수지는 유기폴리실록산을 포함한 유기실록산(즉, 실리콘)을 포함한다. 이러한 수지는 전형적으로 적어도 2개의 성분을 포함하며, 하나는 규소-결합 수소를 갖고 다른 하나는 지방족 불포화 결합을 갖는다. 그러나, 규소-결합 수소 및 올레핀 불포화 결합이 동일한 분자 내에 존재할 수도 있다.
하나의 구현양태에서, 규소-함유 수지는 분자 내에 규소 원자에 결합된 적어도 2개의 지방족 불포화 결합 부위 (예, 알케닐 또는 알키닐 기)를 가진 실리콘 성분 및 분자 내에 규소 원자에 결합된 적어도 2개의 수소 원자를 가진 유기수소실란 및/또는 유기수소폴리실록산 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 규소-함유 수지는 기본 중합체로서 지방족 불포화 결합을 함유하는 실리콘 (즉, 조성물 내에 주요 유기실록산 성분)과 함께 양쪽 성분들을 포함한다. 바람직한 규소-함유 수지는 유기폴리실록산이다. 이러한 수지는 전형적으로 적어도 2개의 성분을 포함하며, 그의 적어도 하나는 지방족 불포화 결합을 함유하고 그의 적어도 하나는 규소-결합 수소를 함유한다. 이러한 유기폴리실록산은 당 기술분야에 공지되어 있고, US 3,159,662호 (Ashby), US 3,220,972호 (Lamoreauz), US 3,410,886호 (Joy), US 4,609,574호 (Keryk), US 5,145,886호 (Oxman 등) 및 US 4,916,169호 (Boardman 등)와 같은 특허에 개시되어 있다. 단일 수지 성분이 지방족 불포화 결합과 규소-결합 수소를 모두 함유한다면, 경화가능한 하나의 성분인 유기폴리실록산 수지가 가능하다.
지방족 불포화 결합을 함유하는 유기폴리실록산은 바람직하게는 화학식 R1 aR2 bSiO(4-a-b)/2의 단위를 포함한 직쇄, 고리형 또는 분지쇄 유기폴리실록산이고, 식 중에서 R1은 지방족 불포화 결합을 갖지 않은 1가, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형, 비치환 또는 치환된 탄화수소 기이고 1 내지 18개 탄소 원자를 가지며; R2는 지방족 불포화 결합을 갖고 2 내지 10개 탄소 원자를 가진 1가 탄화수소 기이고; a는 0, 1, 2 또는 3이고; b는 0, 1, 2 또는 3이고; a+b의 합은 0, 1, 2 또는 3이고; 단 분자 당 평균 적어도 1개의 R2가 존재한다.
지방족 불포화 결합을 함유한 유기폴리실록산은 바람직하게는 25℃에서 적어도 5 mPa·s의 평균 점도를 갖는다.
적절한 R1기의 예는 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 시클로펜틸, n-헥실, 시클로헥실, n-옥틸, 2,2,4-트리메틸펜틸, n-데실, n-도데실 및 n-옥타데실; 방향족 기, 예컨대 페닐 또는 나프틸; 알크아릴기, 예컨대 4-톨릴; 아르알킬기, 예컨대 벤질, 1-페닐에틸 및 2-페닐에틸; 및 치환된 알킬기, 예컨대 3,3,3-트리플루오로-n-프로필, 1,1,2,2-테트라히드로퍼플루오로-n-헥실 및 3-클로로-n-프로필이다.
적절한 R2기의 예는 알케닐기, 예컨대 비닐, 5-헥세닐, 1-프로페닐, 알릴, 3-부테닐, 4-펜테닐, 7-옥테닐 및 9-데세닐; 및 알키닐 기, 예컨대 에티닐, 프로파르길 및 1-프로피닐이다. 본 발명에서, 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 가진 기는 지환족 탄소-탄소 다중 결합을 가진 기를 포함한다.
규소-결합 수소를 함유한 유기폴리실록산은 바람직하게는 화학식 R1 aHcSiO(4-a-c-)/2의 직쇄, 고리형 또는 분지쇄 유기폴리실록산이며, 식에서, R1은 상기 정의된 바와 같고, a는 0, 1, 2 또는 3이고; c는 0, 1 또는 2이고; a+c의 합은 0, 1, 2 또는 3이며; 단 분자 당 평균 적어도 1개의 규소-결합 수소 원자가 존재한다.
규소-결합 수소를 함유하는 유기폴리실록산은 바람직하게는 25℃에서 적어도 5 mPa·s의 평균 점도를 갖는다.
지방족 불포화 결합 및 규소-결합 수소를 양쪽 모두 함유하는 유기폴리실록산은 바람직하게는 화학식 R1 aR2 bSiO(4-a-b)/2 및 R1 aHcSiO(4-a-c)/2의 단위를 갖는다. 화학식에서, R1, R2, a, b 및 c는 상기 정의된 바와 같고, 단 분자 당 적어도 1개의 지방족 불포화 함유 기 및 1개의 규소-결합 수소 원자가 존재한다.
규소-함유 수지 (특히 유기폴리실록산 수지)에서 규소-결합 수소 원자 대 지방족 불포화 결합의 몰비는 0.5 내지 10.0몰/몰, 바람직하게는 0.8 내지 4.0몰/몰, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 3.0몰/몰의 범위일 수도 있다.
일부 구현양태를 위하여, R1기의 주요한 분획이 페닐 또는 기타 아릴, 아르알킬 또는 알크아릴인 상기 기재된 유기폴리실록산 수지가 바람직한데, 그 이유는 이러한 기의 혼입이, 모든 R1 라디칼이 예를들어 메틸인 물질에 비해 더 높은 굴절율을 가진 물질을 제공하기 때문이다.
개시된 조성물은 복사선-활성화 히드로실릴화를 통하여 피복 재료의 경화를 가능하게 하는 금속-함유 촉매를 포함한다. 이러한 촉매는 당 기술분야에 공지되어 있고, 전형적으로 백금, 로듐, 이리듐, 코발트, 니켈 및 팔라듐과 같은 귀금속의 착물을 포함한다. 귀금속-함유 촉매는 바람직하게는 백금을 함유한다. 개시된 조성물은 조촉매, 즉 2 이상의 금속-함유 촉매의 사용을 포함할 수도 있다.
이러한 각종 촉매들은 예를들어 미국 특허 6,376,569호 (Oxman 등), 4,916,169호 (Boardman 등), 6,046,250호(Boardman 등), 5,145,886호 (Oxman 등), 6,150,546호 (Butts), 4,530,879호 (Drahnak), 4,510,094호(Drahnak), 5,496,961호 (Dauth), 5,523,436호(Dauth), 4,670,531호(Eckberg) 뿐만 아니라 국제 특허공개 WO 95/025735호 (Mignani)에 개시되어 있다.
특정한 바람직한 백금-함유 촉매는 Pt(II) β-디케토네이트 착물 (에컨대 미국 특허 5,145,886호 (Oxman 등)에 개시된 것), (η5-시클로펜타디에닐)트리(σ-지방족)백금 착물 (예컨대, 미국 특허 4,916,169호 (Boardman 등) 및 미국 특허 4,510,094호 (Drahnak)에 개시된 것), 및 C7 -20-방향족 치환된 (η5-시클로펜타디에닐)트리(σ-지방족)백금 착물(예컨대 미국 특허 6,150,546호 (Butts)에 개시된 것)로 구성된 군에서 선택된다.
이러한 촉매는 히드로실릴화 반응을 가속화하기에 효과적인 양으로 사용된다. 이러한 촉매는 피복 재료 조성물의 1백만부 당 적어도 1부, 더욱 바람직하게는 적어도 5부의 양으로 피복 재료에 바람직하게 포함된다. 이러한 촉매는 바람직하게는 피복 재료 조성물의 1백만부 당 1000부 이하, 더욱 바람직하게는 200부 이하의 금속의 양으로 피복 재료에 포함된다.
규소-함유 수지 및 촉매에 추가로, 피복 재료는 비흡수성 금속 산화물 입자, 반도체 입자, 인광체, 감광제, 광개시제, 산화방지제, 촉매개시제 및 안료를 포함할 수도 있다. 사용된다면, 이러한 첨가제는 원하는 효과를 생성하기 위한 양으로 사용된다.
피복 재료에 포함된 입자는 수지에서 입자의 분산성을 개선하기 위해 표면 처리될 수 있다. 이러한 표면 처리 화학의 예는 실란, 실록산, 카르복실산, 포스폰산, 지르코네이트, 티타네이트 등을 포함한다. 이러한 표면 처리 화학을 위한 기술이 공지되어 있다.
피복제의 굴절율을 증가시키기 위하여 비흡수성 금속 산화물 및 반도체 입자가 피복 재료에 임의로 포함될 수 있다. 적절한 비흡수성 입자는 LED의 방출 띠폭에 걸쳐 실질적으로 투명한 것이다. 비흡수성 금속 산화물 및 반도체 입자의 예는, 이에 한정되지 않지만, Al2O3, ZrO2, TiO2, V2O5, ZnO, SnO2, ZnS, SiO2 및 이들의 혼합물 뿐만 아니라 ZnS, CdS 및 GaN과 같은 물질을 포함한 반도체 물질과 같은 기타 충분히 투명한 비-산화물 세라믹 물질을 포함한다. 비교적 낮은 굴절율을 가진 실리카(SiO2)가 일부 응용에서 입자 물질로서 유용할 수도 있지만, 더욱 중요하게는, 유기실란과의 더욱 쉬운 표면 처리가 가능하도록 더 높은 굴절율 물질로 만들어진 입자를 위해 얇은 표면 처리로서 유용할 수도 있다. 이러한 면에서, 입자들은 다른 유형의 재료가 침착되는 하나의 재료의 코어를 갖는 종을 포함할 수도 있다. 사용된다면, 이러한 비흡수 금속 산화물 및 반도체 입자들이 피복 재료의 총 중량을 기준으로 하여 85중량% 이하의 양으로 피복 재료에 바람직하게 포함된다. 바람직하게는, 비흡수 금속 산화물 및 반도체 입자가 피복 재료의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 45중량%의 양으로 피복 재료에 포함된다. 일반적으로, 입자들은 1나노미터 내지 1마이크론, 바람직하게는 10나노미터 내지 300나노미터, 더욱 바람직하게는 10나노미터 내지 100나노미터의 크기의 범위일 수 있다. 이러한 입자 크기는 평균 입자 크기이고, 여기에서 입자 크기는 입자의 가장 긴 치수이고, 이것은 구형 입자의 직경이다. 당업자라면, 금속 산화물 및/또는 반도체 입자의 부피%가 구형 입자의 단봉 분포의 74부피%를 초과할 수 없다는 것을 이해할 것이다.
LED로부터 방출된 색을 조절하기 위해 인광체가 피복 재료에 임의로 포함될 수 있다. 여기에 기재된 바와 같이, 인광체는 형광 물질로 구성된다. 형광 물질은 무기 입자, 유기 입자, 또는 유기 분자 또는 이들의 조합일 수 있다. 적절한 무기 입자는 도금된 가넷 (예컨대 YAG:Ce 및 (Y,Gd)AG:Ce), 알루미네이트 (예컨대 Sr2Al14O25:Eu 및 BAM:Eu), 실리케이트 (예컨대 SrBaSiO:Eu), 설파이드(예컨대 ZnS:Ag, CaS:Eu 및 SrGa2S4:Eu), 옥시-설파이드, 옥시-니트라이드, 포스페이트, 보레이트 및 텅스테이트(예컨대 CaWO4)를 포함한다. 이러한 물질은 통상적인 인광체 분말 또는 나노입자 인광체 분말의 형태일 수 있다. 다른 부류의 적절한 무기 입자는, Si, Ge, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, PbS, PbSe, PbTe, InN, InP, InAs, AlN, AlP, AlAs, GaN, GaP, GaAs 및 이들의 조합을 포함하는 반도체 나노입자로 만들어진, 이른바 양자 도트 인광체이다. 일반적으로, 응집을 막고 결합제와의 친화성을 증가시키기 위하여, 각각의 양자 도트의 표면을 유기 분자와 적어도 부분적으로 코팅할 것이다. 일부 경우에, 반도체 양자 도트는 코어-쉘 구조에서 상이한 재료의 여러 층으로 이루어질 수도 있다. 적절한 무기 분자는 미국 특허 6,600,175호 (Baretz 등)에 기재된 것과 같은 형광 염료를 포함한다. 바람직한 형광 물질은 양호한 내구성 및 안정한 광학 성질을 나타내는 것이다. 인광체 층은 단일 층에서 상이한 유형의 인광체의 배합물 또는 일련의 층으로 구성될 수도 있고, 각각은 하나 이상의 유형의 인광체를 함유한다. 인광체 층에서 무기 인광체 입자는 크기(예를들어, 직경)가 매우 다양할 수 있고, 평균 입자 크기가 이들이 혼입된 실록산 층의 단면에 걸쳐 균일하지 않게 되도록 분리될 수도 있다. 사용된다면, 인광체 입자는 바람직하게는 피복 재료의 총 중량을 기준으로 하여 85중량% 이하의 양, 적어도 1중량%의 양으로 피복 재료에 포함된다. 사용된 인광체의 양은 방출된 빛의 원하는 색 및 인광체를 함유한 실록산 층의 두께에 따라 조절될 것이다.
개시 복사선의 주어진 파장에서 경화 공정 (또는 히드로실릴화 반응)의 전체 속도를 증가시키고 및/또는 개시 복사선의 최적 유효 파장을 더욱 긴 값으로 변위시키기 위해 감광제가 피복 재료에 임의로 포함될 수 있다. 유용한 감광제는 예를들어 다고리형 방향족 화합물 및 케톤 크로마포어(chromaphore) (예컨대 미국 특허 4,916,169호(Boardman 등) 및 미국 특허 6,376,569호 (Oxman 등)에 기재된 것)을 함유한 방향족 화합물을 포함한다. 유용한 감광제의 예는 이에 한정되지 않지만 2-클로로티옥산톤, 9,10-디메틸안트라센, 9,10-디클로로안트라센, 및 2-에틸-9,10-디메틸안트라센을 포함한다. 사용된다면, 이러한 감광제는 조성물의 1백만부 당 바람직하게는 50,000중량부 이하의 양, 더욱 바람직하게는 5000중량부 이하의 양으로 피복 재료에 포함된다. 사용된다면, 이러한 감광제는 조성물의 1백만부 당 바람직하게는 적어도 50중량부, 더욱 바람직하게는 적어도 100중량부의 양으로 피복 재료에 포함된다.
경화 공정 (또는 히드로실릴화 반응)의 전체 속도를 증가시키기 위하여 피복 재료에 광개시제를 임의로 포함시킬 수 있다. 예를들어, 유용한 광개시제는 α-디케톤 또는 α-케토알데히드의 모노케탈 및 아실로인 및 그들의 상응하는 에테르를 포함한다 (예컨대, 미국 특허 6,376,569호 (Oxman 등)에 개시된 것). 사용된다면, 이러한 광개시제는 조성물의 1백만부 당 50,000중량부 이하, 더욱 바람직하게는 5000중량부 이하의 양으로 피복 재료에 바람직하게 포함된다. 사용된다면, 이러한 광개시제는 조성물의 1백만 부 당 적어도 50중량부, 더욱 바람직하게는 적어도 100중량부의 양으로 피복 재료에 바람직하게 포함된다.
촉매 개시제는 조성물의 유용한 저장 수명을 더욱 연장시키기 위해 피복 재료에 임의로 포함될 수 있다. 촉매 개시제는 당 기술분야에 공지되어 있고, 이러한 재료를 아세틸렌성 알콜 (예를들어, 미국 특허 3,989,666호(Niemi) 및 3,445,420호 (Kookootsedes 등) 참조), 불포화 카르복실산 (예를들어, 미국 특허 4,504,645호(Melancon), 4,256,870호 (Eckberg), 4,347,346호 (Eckberg) 및 4,774,111호 (Lo) 참조) 및 특정한 올레핀성 실록산 (예를들어, 미국 특허 3,933,880(Bergstrom), 3,989,666호 (Niemi) 및 3,989,667호 (Lee 등) 참조)을 포함한다. 사용된다면, 이러한 촉매 개시제는 바람직하게는 몰 기준 위에서 금속-함유 촉매의 양을 초과하지 않는 양으로 피복 재료에 바람직하게 포함된다.
LED
여기에 기재된 규소-함유 재료는 LED를 포함한 발광 장치를 위한 피복제로서 유용하다. 이러한 측면에서, LED는 가시광선이든, 자외선이든 또는 적외선이든 간에 빛을 방출하는 다이오드를 가리킨다. 이것은, 통상적이든 또는 초-복사선 종류이든 간에, "LED"로 시판되는 비간섭성 에폭시-포장된 반도체 장치를 포함한다. 레이저 다이오드를 방출하는 수직 공동 표면은 LED의 다른 표면이다. "LED 다이"는 가장 기본적인 형태, 다시말해서 반도체 웨이퍼 가공 절차에 의해 만들어진 각각의 성분 또는 칩의 형태로 있는 LED이다. 성분 또는 칩은 장치를 에너지화하기 위한 전력을 적용하기 위해 적절한 전기적 접촉을 포함할 수 있다. 각각의 층 및 성분 또는 칩의 기타 기능적 요소는 전형적으로 웨이퍼 규모로 형성되고, 최종 웨이퍼를 마지막에 개개의 조각 부품으로 주사위 모양으로 잘라서 다수의 LED 다이를 얻는다.
여기에 기재된 규소-함유 재료는, 모노크롬 및 인광체-LED (여기에서, 청색 또는 UV 광이 형광성 인광체를 통해 다른 색으로 전환된다)를 포함하여 다양한 종류의 LED에서 유용하다. 이들은, 이에 한정되지 않지만 세라믹 또는 중합체 패키지에 설치된 LED 표면을 포함하여 각종 형태로 포장된 LED를 피복하기 위해 유용하고, 이것은 반사 컵, 회로판 위에 설치된 LED 및 플라스틱 전자 기판에 설치된 LED를 갖거나 갖지 않을 수도 있다.
LED 발광은, LED 광원이 방출할 수 있고, 반도체 층의 조성 및 구조에 의존하여, UV 내지 전자기 스펙트럼의 적외선 부분에 걸친 범위일 수 있는 임의의 빛일 수 있다. 화학 복사선의 광원이 LED 자체라면, LED 방출은 바람직하게는 350 내지 500nm의 범위이다. 여기에 기재된 규소-함유 재료는, 피복제가 반사기 컵에서 경화되는 표면 설치 및 측면 설치 LED 패키지에서 특히 유용하다. 이들은 (플립-칩 배열과 반대로) 상부 와이어 결합을 함유하는 LED 디자인에서 특히 유용하다. 추가로, 규소 함유 재료는 반사기 컵이 존재하지 않는 표면 설치 LED를 위해 특히 유용하고, 각종 기판에 부착된 표면 설치 LED의 배열을 피복하기 위해 유용할 수 있다.
여기에 기재된 규소-함유 재료는 열 및 광분해에 저항성 (황변화에 대해 저항성)이고, 따라서 백색광 광원을 위해 특히 유용하다 (즉, 백색광 발광 장치). 그들의 구조에서 LED를 이용하는 백색광 광원은 2개의 기본 배열을 가질 수 있다. 직접 방출 LED라고 일컬어지는 하나에서, 상이한 색의 LED의 직접적 방출에 의해 백색광이 발생된다. 그의 예는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 조합, 및 청색 LED 및 황색 LED의 조합을 포함한다. LED-여기 인광체-기재 광원(PLED)이라고 일컬어지는 다른 기본 배열에서, 단일 LED가 좁은 범위의 파장에서 빛을 발생하고, 이것은 인광체 물질 위에 충돌하여 이것을 여기시켜 가시광을 생성한다. 인광체는 뚜렷한 인광체 물질의 혼합물 또는 조합을 포함할 수 있고, 인광체에 의해 방출된 빛은 가시광 파장 범위에 걸쳐 분포된 다수의 좁은 방출 선을 포함할 수 있고, 따라서 방출된 빛은 사람의 육안에 실질적으로 백색으로 보인다.
PLED의 예는 청색 파장을 적색 및 녹색 파장 양쪽으로 전환시키는 인광체를 조사하는 청색 LED이다. 청색 여기 광의 일부는 인광체에 의해 흡수되지 않고, 잔류 청색 여기 광은 인광체에 의해 방출된 적색 및 녹색 광과 조합된다. PLED의 다른 예는 UV 광을 흡수하고 적색, 녹색 및 청색 광으로 전환시키는 인광체를 조사하는 자외선(UV) LED이다. R1 기가 작고 최소의 UV 흡수를 가진 것, 예를들어 메틸인 유기폴리실록산이 UV 발광 다이오드를 위해 바람직하다. 인광체에 의한 화학 복사선의 경쟁적 흡수는 광개시제에 의한 흡수를 저하시켜, 시스템이 조심스럽게 구성되지 않을 경우 경화를 느리게 하거나 심지어 경화를 막을 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
LED 패키지 1: 세라믹 패키지에서 청색 LED 다이의 설치
수성 할라이드 융제 (슈페리어 번호 30, 슈페리어 플럭스 앤드 매뉴팩쳐링 컴퍼니)를 사용하여, 크리(Cree) XB 다이 (크리 인코포레이티드, 파트 번호 C460XB290-0103-A)를 키오세라(Kyocera) 패키지 (키오세라 아메리카 인코포레이티드, 파트 번호 KD-LA2707-A)에 결합시켯다. 1mil 금 와이어를 사용하여 크리 XB 다이를 와이어 결합(클리케 앤드 소파 인더스트리즈 인코포레이티드(Kulicke and Soffa Industries, Inc. 4524 디지탈 시리즈 매뉴얼 와이어 결합장치)시킴으로써 LED 장치를 완성하였다. 피복에 앞서서, 20mA의 일정한 전류에서 OL 770 분광복사계 (옵트로닉스 래보러토리즈 인코포레이티드(Optronics Laboratories, Inc.))를 사용하여 각각의 장치를 시험하였다. LED의 피크 방출 파장은 455 내지 457nm이었다.
유기폴리실록산의 제조
다음과 같이 유기폴리실록산 H2C=CH-Si(CH3)2O-[Si(CH3)2O]100-Si(CH3)2-CH=CH2를 제조하였다. 1/2-갤런 폴리에틸렌 병에서 1000.0g (3.371몰)의 옥타메틸시클로테트라실록산 (겔레스트 인코포레이티드), 25.1g (0.135몰)의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 (겔레스트 인코포레이티드), 1.0g의 진한 황산 및 5.0g의 활성탄을 조합하였다. 혼합물을 실온에서 24시간동안 교반하고 여과하였다. 얇은 막 증발장치를 사용하여 200℃에서 여액으로부터 휘발성 물질을 분리하여, 870.0g의 투명하고 무색의 유체를 수득하였다. 생성물의 1H 및 29Si NMR 스펙트럼은 원하는 유기폴리실록산의 구조와 일치하였다.
실시예 1: 가시광 경화
이전의 단락에 기재된 바와 같이 제조된 10.00g (올레핀 meq 중량 = 3.801g)의 유기폴리실록산 및 0.44g (Si-H meq 중량 = 0.111g)의 (CH3)3SiO-[Si(CH3)2O]15-[SiH(CH3)O]25-Si(CH3)3 (다우 코닝 코포레이션, SYL-OFF(R) 7678)로 구성된 실록산의 혼합물을 35mL 갈색 병에서 제조하였다. 22.1mg의 Pt(acac)2 (여기에서 acac는 아세토아세토네이트이고, 알드리치 케미칼 컴퍼니로부터 구입된다)를 1.00mL의 CH2Cl2에 용해시킴으로써 촉매 원액을 제조하였다. 이 촉매 원액의 100㎕ 분취량을 실록산의 혼합물에 첨가하였다. 최종 제형은 1.5의 지방족 불포화 결합 대 규소-결합 수소의 비율에 상응하였으며, 약 100ppm의 백금을 함유하였다.
상기 기재된 최종 제형의 약 2mg을 LED 패키지 1에 넣었다. LED를 20mA에서 2.5분동안 조사하였다. 피복된 장치를 추가로 5분동안 정치시켰다. 피복제는 탄성체이고, 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 결정할 때 경화되었다. OL 770 분광복사계를 사용하여 얻어진 피복 LED 장치의 효율을 측정하였으며, 이것은 피복 전에 9.3%로부터 피복 후에 11.8%로 증가하였다.
실시예 2: UV 광 경화
22.1mg의 Pt(acac)2 대신에 문헌[Boardman 등, Magn. Reson. Chem., 30, 481 (1992)]에 기재된 바와 같이 제조된 21.1mg의 CpPt(CH3)3를 사용하고 365nm에서 UV 램프를 사용하여 조사를 수행하는 것 이외에는 실시예 1에 기재된 것과 동일한 방식으로 피복 LED 장치를 제조하고 평가하였다. 효율은 피복 전에 8.9%로부터 피복 후에 11.6%로 증가되었다.
추가의 구현양태
실시예 3 내지 6은 수행될 수 있는 본 발명의 추가의 구현양태를 예증한다.
실시예 3: 가시광 경화
10.00g (올레핀 meq 중량=1.46g)의 비닐 실록산 기본 중합체 H2C=CH-Si(CH3)2O-[Si(CH3)(C6H5)O]n-Si(CH3)2-CH=CH2 (겔레스트 인코포레이티드, PMV-9925) 및 1.64g (Si-H meq 중량=0.16g)의 실록산 가교제 H(CH3)2SiO-[SiH(CH3)O]m-[Si(CH3)(C6H5)O]n-Si(CH3)2H (겔레스트 인코포레이티드, HPM-502로 구성된 실록산)의 혼합물을 35ml 갈색 병에서 제조하였다. 실시예 1에 기재된 것과 같이 제조된 CH2Cl2 중의 100㎕ 분취량의 Pt(acac)2 용액을 실록산의 혼합물에 첨가하였다. 최종 제형은, 1.5의 지방족 불포화 결합 대 규소-결합 수소의 비율에 균등하고 대략 100ppm의 백금을 함유한다.
LED 패키지 1 내에 약 2mg의 상기 최종 제형을 넣었다. LED 장치를 20mA에서 2.5분동안 조사한 다음 추가로 5분동안 정치시켰다. 피복제는 탄성체이고 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 결정할 때 경화되었다.
실시예 4: UV 광 경화
22.1mg의 Pt(acac)2 대신에 21.1mg의 CpPt(CH3)3를 사용하고, 365nm에서 UV 램프를 사용하여 조사를 수행하는 것 이외에는 실시예 3에 기재된 것과 동일한 방식으로 피복 LED 장치를 제조하고 평가하였다. 피복제는 탄성체이고, 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 결정할 때 경화되었다.
실시예 5: 가시광 경화
10.00g (올레핀 meq 중량 = 1.24g)의 비닐 실세스퀴녹산 기본 중합체 [H2C=CH-SiO3/2]m-[Si(C6H5)O3/2]n (식중에서, m 및 n은 실세스퀴녹산 중의 단량체 단위의 각각 10 및 90몰%를 나타낸다; 겔레스트 인코포레이티드, SST-3PV1) 및 1.92g (Si-H meq 중량 = 0.16g)의 실록산 가교제 H(CH3)2SiO-[Si(C6H5)[OSi(CH3)2H]O]n-Si(CH3)2H (겔레스트 인코포레이티드, HDP-111)로 구성된 실록산의 혼합물을 35mL 갈색 병에서 제조하였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 CH2Cl2 중의 Pt(acac)2 용액의 100㎕ 분취량을 실록산의 혼합물에 첨가하였다. 최종 제형은 1.5의 지방족 불포화 결합 대 규소-결합 수소의 비율에 상응하였으며, 약 100ppm의 백금을 함유하였다.
상기 최종 제형의 약 2mg을 LED 패키지 1에 넣었다. LED를 20mA에서 2.5분동안 조사한 다음 추가의 5분 동안 정치시켰다. 피복제는 탄성체이고, 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 결정할 때 경화되었다.
실시예 6: UV 광 경화
22.1mg의 Pt(acac)2 대신에 21.1mg의 CpPt(CH3)3를 사용하고 365nm에서 UV 램프를 사용하여 조사를 수행하는 것 이외에는 실시예 5에 기재된 것과 동일한 방식으로 피복 LED 장치를 제조하고 평가하였다. 피복제는 탄성체이고, 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 결정할 때 경화되었다.
추가의 실시예
LED 패키지 2: 세라믹 패키지에서 청색 LED 다이의 설치
수성 할라이드 융제 (슈페리어 번호 30, 슈페리어 플럭스 앤드 매뉴팩쳐링 컴퍼니)를 사용하여, 크리(Cree) XT 다이 (크리 인코포레이티드, 파트 번호 C460XT290-0119-A)를 키오세라(Kyocera) 패키지 (키오세라 아메리카 인코포레이티드, 파트 번호 KD-LA2707-A)에 결합시켰다. 1mil 금 와이어를 사용하여 크리 XT 다이를 와이어 결합(클리케 앤드 소파 인더스트리즈 인코포레이티드(Kulicke and Soffa Industries, Inc. 4524 디지탈 시리즈 매뉴얼 와이어 결합장치)시킴으로써 LED 장치를 완성하였다. 피복에 앞서서, 20mA의 일정한 전류에서 OL 770 분광복사계 (옵트로닉스 래보러토리즈 인코포레이티드(Optronics Laboratories, Inc.))를 사용하여 각각의 장치를 시험하였다. LED의 피크 방출 파장은 458 내지 460nm이었다.
실시예 7
10.00g의 비닐 실록산 기본 중합체 H2C=CH-Si(CH3)2O-[Si(CH3)2O]80-[Si(C6H5)2O]26-Si(CH3)2-CH=CH2 (PDV-2331로서 겔레스트로부터 구입됨) 및 1.04g의 H(CH3)2SiO-[Si(CH3)HO]15-[Si(CH3)(C6H5)O]15-Si(CH3)2H (겔레스트 인코포레이티드로부터 HPM-502로 구입됨)로 구성된 실록산의 혼합물을 35mL 갈색 병에서 제조하였다. 1ml 톨루엔 중의 33mg의 CH3CpPt(CH3)3의 용액 100㎕ 분취량을 실록산의 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 진공 하에 탈기시키고, 최종 조성물을 피복제 A로 표시하였다.
주사기 바늘의 끝을 사용하여 피복제 A의 작은 방울을 LED 패키지 2 안에 넣어서, LED와 와이어 결합을 덮고 반사기 컵의 위까지의 수준으로 장치를 충진하였다. 실록산 피복제를, 피복된 LED에서 20mm의 거리로부터 365nm로 방출하는 2개의 16-인치 필립스 F15T8/BL 15W 전구를 가진 UVP 블랙-레이 램프 모델 XX-15 하에서 3분간 조사하였다. 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 피복제가 충분히 경화되었고, 점착성이 없고 탄성체임이 판정되었다.
실시예 8
실시예 7에 기재된 바와 같이 청색 LED 장치를 피복제 A로 충진하였다. 단 지 15초 동안인 것 이외에는 실시예 1에 기재된 바와 같이 실록산 피복제를 조사하였다. 조사된 피복제를 함유하는 충진된 LED 장치를 100℃로 설정된 핫플레이트에 놓았다. 1분 후에, 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 피복제는 충분히 경화되고 점착성이 없고 탄성체인 것으로 판정되었다. 100℃에서 가열하기 전에, 피복제는 불완전하게 경화된 점착성 겔이었다.
실시예 9
실시예 7에 기재된 바와 같이 청색 LED 장치를 피복제 A로 충진하였다. 단지 15초 동안인 것 이외에는 실시예 1에 기재된 바와 같이 실록산 피복제를 조사하였다. 조사된 피복제를 함유하는 충진된 LED 장치를 실온에서 정치시켰다. 10분 후에, 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 피복제는 충분히 경화되고 점착성이 없고 탄성체인 것으로 판정되었다. 실온에서 정치시키기 전에, 피복제는 불완전하게 경화된 점착성 겔이었다.
대조예
실시예 7에 기재된 것과 같이 청색 LED 장치를 피복제 A로 충진하였다. 100℃로 설정된 핫플레이트에서 실록산-충진된 LED 장치를 놓아 두었다. 20분 후에, 피복제는 여전히 액체이고, 핀셋의 끝으로 탐침함으로써 판정 시에 경화 징후를 나타내지 않았다.
각각 개별적으로 포함된 것과 같이, 여기에 인용된 특허, 특허서류 및 공보의 전체 개시내용은 참고문헌으로 포함된다. 본 발명의 범위 및 의도에서 벗어나 지 않으면서, 본 발명의 다양한 변형 및 변화가 당업자에게 명백해질 것이다. 본 발명은 여기에 제시된 일례의 구현양태 및 실시예에 의해 부당하게 제한되지 않고, 이러한 실시예 및 구현양태는 단지 일례로서 제시된 것임을 이해해야 하며, 본 발명의 범위는 하기 제시된 청구의 범위에 의해서만 제한되는 것으로 해석하여야 한다.

Claims (51)

  1. 발광 다이오드를 제공하고;
    발광 다이오드와 접촉된 상태로 피복제를 형성하고, 여기에서 피복제를 형성하는 것은
    발광 다이오드를 규소-함유 수지 및 금속-함유 촉매를 포함한 광중합가능한 조성물과 접촉시키고 (여기에서, 규소-함유 수지는 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합을 포함한다);
    700nm 이하의 파장을 가진 화학 복사선을 적용하여, 규소-함유 수지 내에서 히드로실릴화를 개시하는 단계를 포함하는 것인, 발광 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합이 동일한 분자 내에 존재하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합이 상이한 분자 내에 존재하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 5몰%의 지방족 불포화 결합이 히드로실릴화 반응에서 소모되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 지방족 불포화 결합의 적어도 60몰%가 히드로실릴화 반응에서 소모되는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 히드로실릴화 반응이 30분 미만 내에 발생하는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 히드로실릴화 반응이 10분 미만 내에 일어나는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 히드로실릴화 반응이 5분 미만에 발생하는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 히드로실릴화 반응이 1분 미만에 발생하는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 히드로실릴화 반응이 10초 미만에 발생하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 화학 복사선의 적용이 발광 다이오드를 활성화하는 것을 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 화학 복사선의 적용이 120℃ 미만의 온도에서 화학 복사선을 적용하는 것을 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 화학 복사선의 적용이 60℃ 미만의 온도에서 화학 복사선 을 적용하는 것을 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 화학 복사선의 적용이 25℃ 이하의 온도에서 화학 복사선을 적용하는 것을 포함하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 금속-함유 촉매가 백금을 포함하는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 금속-함유 촉매가 Pt(II) β-디케토네이트 착물, (η5-시클로펜타디에닐)트리(σ-지방족)백금 착물, 및 C7 -20-방향족 치환된 (η5-시클로펜타디에닐)트리(σ-지방족)백금 착물로 구성된 군에서 선택되는 것인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 화학 복사선이 600nm 이하의 파장을 갖는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 화학 복사선이 200 내지 600nm의 파장을 갖는 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 화학 복사선이 250 내지 500nm의 파장을 갖는 것인 방법.
  20. 제1항에 있어서, 피복제가 액체, 겔, 엘라스토머 또는 비-탄성 고체인 방법.
  21. 제1항에 있어서, 피복제가 1.34 이상의 굴절율을 갖는 것인 방법.
  22. 제1항에 있어서, 피복제가 1.50 이상의 굴절율을 갖는 것인 방법.
  23. 제1항에 있어서, 광중합가능한 조성물이 유기실록산을 포함하는 것인 방법.
  24. 제2항에 있어서, 광중합가능한 조성물이 유기실록산을 포함하는 것인 방법.
  25. 제1항에 있어서, 광중합가능한 조성물이 규소-결합 수소를 가진 첫번째 유기실록산 및 지방족 불포화 결합을 가진 두번째 유기실록산을 포함하는 것인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 광중합가능한 물질이 하기 화학식
    R1 aR2 bSiO(4-a-b)/2
    (식중, R1은 지방족 불포화 결합을 갖지 않고 1 내지 18개 탄소 원자를 가진 1가 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 비치환 또는 치환 탄화수소 기이고,
    R2는 지방족 불포화 결합을 갖고 2 내지 10개 탄소 원자를 가진 1가 탄화수소 기이고;
    a는 0, 1, 2 또는 3이고;
    b는 0, 1, 2 또는 3이고;
    a+b의 합이 0, 1, 2 또는 3이고;
    단, 분자 당 평균 적어도 하나의 R2기가 존재한다)
    의 단위를 포함한 유기실록산을 포함하는 것인 방법.
  27. 제26항에 있어서, R1 기의 적어도 90몰%가 메틸인 방법.
  28. 제26항에 있어서, R1 기의 적어도 20몰%가 아릴, 아르알킬, 알크아릴 또는 이들의 조합인 방법.
  29. 제28항에 있어서, R1 기가 페닐인 방법.
  30. 제26항에 있어서, R2 기가 비닐 또는 5-헥세닐인 방법.
  31. 제25항에 있어서, 광중합가능한 물질이 하기 화학식
    R1 aHcSiO(4-a-c)/2
    (식중, R1은 지방족 불포화 결합을 갖지 않고 1 내지 18개 탄소 원자를 가진 1가 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 비치환 또는 치환 탄화수소 기이고,
    a는 0, 1, 2 또는 3이고;
    c는 0, 1 또는 2이고;
    a+c의 합이 0, 1, 2 또는 3이고;
    단, 분자 당 평균 적어도 하나의 규소-결합 수소가 존재한다)
    의 단위를 포함한 유기실록산을 포함하는 것인 방법.
  32. 제31항에 있어서, R1 기의 적어도 90몰%가 메틸인 방법.
  33. 제31항에 있어서, R1 기의 적어도 20몰%가 아릴, 아르알킬, 알크아릴 또는 이들의 조합인 방법.
  34. 제33항에 있어서, R1 기가 페닐인 방법.
  35. 제1항에 있어서, 광중합가능한 물질이 하기 화학식:
    R1 aR2 bSiO(4-a-b)/2 또는 R1 aHcSiO(4-a-c)/2
    (식중, R1은 지방족 불포화 결합을 갖지 않고 1 내지 18개 탄소 원자를 가진 1가 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 비치환 또는 치환 탄화수소 기이고,
    R2는 지방족 불포화 결합을 갖고 2 내지 10개 탄소 원자를 가진 1가 탄화수소 기이고;
    a는 0, 1, 2 또는 3이고;
    b는 0, 1, 2 또는 3이고;
    c는 0, 1 또는 2이고;
    a+b의 합이 0, 1, 2 또는 3이고;
    a+c의 합이 0, 1, 2 또는 3이고;
    단, 분자 당 평균 적어도 하나의 규소-결합 수소 및 적어도 하나의 R2기가 존재한다)
    의 단위를 포함한 유기실록산을 포함하는 것인 방법.
  36. 제35항에 있어서, R1 기의 적어도 90몰%가 메틸인 방법.
  37. 제35항에 있어서, R1 기의 적어도 20몰%가 아릴, 아르알킬, 알크아릴 또는 이들의 조합인 방법.
  38. 제37항에 있어서, R1 기가 페닐인 방법.
  39. 제35항에 있어서, R2 기가 비닐 또는 5-헥세닐인 방법.
  40. 제1항에 있어서, 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합이 0.5 내지 10.0의 몰비로 존재하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합이 0.8 내지 4.0의 몰비로 존재하는 방법.
  42. 제41항에 있어서, 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합이 1.0 내지 3.0의 몰비로 존재하는 방법.
  43. 제1항에 있어서, 광중합가능한 물질이 비흡수 금속 산화물 입자, 반도체 입자, 인광체, 감광제, 산화방지제, 안료, 광개시제, 촉매 개시제 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것인 방법.
  44. 제1항의 방법을 사용하여 제조된 발광 장치.
  45. 제12항에 있어서, 피복제 형성이 150℃ 미만에서 가열 단계를 더욱 포함하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 가열이 100℃ 미만에서 일어나는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 가열이 60℃ 미만에서 일어나는 방법.
  48. 규소-함유 수지가 규소-결합 수소 및 지방족 불포화 결합을 포함하는 것인, 발광 다이오드 및 규소-함유 수지와 금속-함유 촉매를 포함한 광중합가능한 조성물을 포함하는 발광 장치.
  49. 제48항에 있어서, 금속-함유 촉매가 백금을 포함하는 것인 발광 장치.
  50. 제48항에 있어서, 광중합가능한 조성물이 약 30℃ 내지 약 120℃의 온도에 있는 것인 발광 장치.
  51. 제50항에 있어서, 금속-함유 촉매가 백금을 포함하는 것인 발광 장치.
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