KR20080003768A - 광학부재, 이를 포함하는 광전자소자, 및 그 제조 - Google Patents

광학부재, 이를 포함하는 광전자소자, 및 그 제조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소정 형태를 가지며, 쉐이핑(shaping) 중이거나 쉐이핑 이후에 추가적으로 더 가교결합된(cross-linked) 열가소성 물질을 포함하는 광학부재(1, 25)에 관한 것이다. 이러한 열가소성 물질은 온도에 따라 형태가 변하지 않는 특성이 향상되지만, 열가소성으로 인해 추가적인 가교결합 이전에도 불구하고 쉽고 저렴하게 형성될 수 있다.
광학 부재, 열가소성 물질

Description

광학부재, 이를 포함하는 광전자소자, 및 그 제조{Optical element, optoelectronic component comprising said element, and the production thereof}
본 발명은 광학부재, 이를 포함하는 광전자소자, 및 그 제조에 관한 것이다.
예를 들어, 방사형(radial) LED, 스마트 LED 또는 칩 LED와 같은 광전자소자의 그라우팅(grouting) 물질, SMT LED와 같은 광전자소자 또는, 예를 들어, 렌즈와 같은 광학부재의 하우징 물질에서, 해당하는 물질이 납땜에 내구성이 있는 것이 종종 필요하다. 따라서, 오늘날 유리 섬유 및/또는 광물(mineral)로 채워진 고온 플라스틱이 사용되며, 이러한 고온 플라스틱은 매우 비싸며 고온에서 특별한 다이 캐스팅 방법에 의해서만 가공될 수 있다. 광전자소자의 광학부재를 캡슐화하기 위해, 에폭시폴리머 또는 실리콘과 같은 듀로플라스틱(duroplastic)이 사용될 수 있다. 물론, 이러한 플라스틱은 어렵게만 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점을 줄여주는 광학부재를 제공하는 데에 있다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 특허청구범위 제1항에 따른 광학부재에 의하여 성취된다. 상기 광학부재 및 이를 포함하는 광전자소자 및 그 제조의 또 다른 바람직한 실시예들은 또 다른 청구항들의 주제이다.
본 발명의 주제는, 쉐이핑(shaping) 중이거나 쉐이핑 이후에 가교결합된(cross-linked) 열가소성 물질을 포함하는, 소정의 형태를 갖는 광학부재이다.
본 발명에 따른 광학부재의 장점은, 기준 열가소성 물질이 사용가능하다는 점으로, 상기 기준 열가소성 물질은, 열가소성으로 인해 사용온도 이상에서 유속(flow) 전이영역을 포함하므로, 연화된 상태에서 예를 들어, 소성가공(press), 압출성형, 다이 캐스팅 또는 엠보싱(embossing) 및 또 다른 쉐이핑 방법에 의하여 특히 간단하게 광학부재로 형성될 수 있다. 쉐이핑 중이거나 이후에서야 상기 열가소성 물질이 가교결합된다. 여기서, 변형된 열가소성 물질이 결과로써 형성되는데, 상기 변형된 열가소성 물질은 온도에 따라 형태가 변하지 않는 특성이 향상되고, 기계적 안정성이 향상되고, 열팽창효율이 작으며, 기계적 성능이 개선된다. 이때, 발명자는 놀랍게도, 추후에 수행된 가교결합에도 불구하고 이러한 가교결합된 열가소성 물질로 이루어진 광학부재는 상기 부재를 광전자시스템에도 사용할 수 있도록 여전히 충분히 양호한 광학 특성을 갖는 것을 발견하였다. 이때, 추가적으로 가교결합된 열가소성 물질을 포함하는 본 발명에 따른 광학부재는 또한 놀랍게도 납땜에 내구성이 있으므로, 이러한 부재를 포함하는 광전자소자는 특히 간단히 납땜에 의하여 기판, 예를 들어, 인쇄회로기판(PCB)에 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학부재는 적용에 따라 임의의 형태를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학부재는 예를 들어, 방사선 방출 반도체 칩의 하우징, 반사경 또는 렌즈로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 광학부재는 광전자적 적용에 대해 사용가능한 각각의 형태를 가질 수 있다. 상기 열가소성 특성으로 인해, 상기 쉐이핑은 예를 들어, 다이 캐스팅에 의하여 특히 간단히 수행될 수 있으며, 이때, 상기 쉐이핑 중이거나 이후에 비로소, 상기 가교결합이 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 광학부재 중에서 하나의 부재가, 변환효과가 광에 의해 발생하는데, 즉, 특히 광을 형성하고, 광을 안내하거나 광을 변환하면서 발생하는 것을 알 수 있다. 광학부재의 예는 예를 들어, 상기 광을 반사하는 반사경과 같이 상기 광을 포커싱할 수 있는 렌즈이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 열가소성 물질의 쉐이핑 이후에 방사(irradiation)에 의하여 가교결합될 수 있다. 상기 열가소성 물질을 가교결합하기 위한 방사는 예를 들어, 베타(β) 광선 또는 감마(γ) 광선에 의한 방사에 의하여 수행될 수 있다. 이러한 방사는 예를 들어, 종래기술에 따른 전자가속기 및 감마 장치에서 수행될 수 있다. 상기 방사로 인해, 무엇보다도, 반응성으로 인해 상기 열가소성 폴리머 성분의 또 다른 가교결합에 영향을 미치는 라디칼(radicals)이 쉽게 가공가능한 열가소성 물질 내에서 발생하므로, 양호하게 가교결합된 3차원 폴리머 네트웍이 발생할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 쉐이핑 중에, 예를 들어, 압출성형중에, 고압하에 추가적인 가교결합은 가교제(cross linker)를 첨가함으로써 수행된다. 이러한 가교제는 예를 들어, 마찬가지로, 상기 열가소성 물질을 화학경로에 공간적으로 가교결합할 수 있는 유기 과산화물(peroxide)을 포함할 수 있다. 이때, 열가소성 거대분자(mcromolecules)의 동일한 네트웍이 발생할 수 있다.
가교제는, 방사시간을 줄이고, 예를 들어, 분할(fragmentation) 또는 산화에 의한 방사선의 부가물을 줄이기 위해서 위에서 언급한 방사선 가교결합에 사용될 수 있다.
상기 광학부재의 쉐이핑 중이거나 이후에 수행되는 가교결합으로 인해, 본 발명에 따르면, 지금까지 사용될 수 없는, 가격이 저렴한, 예를 들어, 다이 캐스팅 방법에서 적당한 온도에서 가공될 수 있는 모든 기술적 열가소성 물질이 사용될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 광학부재에 사용된 열가소성 물질은, 폴리아미드, 폴리아미드 6, 폴리아미드 6.6, 폴리아미드 6.12, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리옥시메틸렌, 아크릴니트릴-부타디엔-스티롤-코폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트, 변형 폴리프로필렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 에틸렌-스티롤-인터폴리머, 코폴리에스테르엘라스토, 열가소성 우레탄, 폴리메틸메타크릴이미드, 사이클로올레핀코폴리머, 사이클로올레핀폴리머 폴리스티롤, 및 스티롤-아크릴니트릴-코폴리머와 같은 플라스틱을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
이때, 상기 언급한 플라스틱은 본 발명에 따른 광학부재의 제조시 각각 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
여러 가지 열적, 물리적, 및 기계적 시험에 의하여, 열가소성 물질의 추후 가교결합시 발생하는 특성 변경이 입증될 수 있다. 이와 같이, 종래기술에 따른, 가교되지 않은 열가소성 물질을 가교결합된 열가소성 물질로부터 구분할 수 있다. 따라서, 예를 들어, IR 분광기에 의하여 극성 산소를 포함하는 그룹을 방사선 가교결합된 열가소성 물질의 표면에 구성하는 것이 입증될 수 있다. 무엇보다도, 상기 전자 방사에 의하여, 방사선 가교결합된 열가소성 물질의 표면팽창이 증가하므로, 상기 열가소성 물질의 표면의 극성이 향상된다.
추가적으로 가교결합된 열가소성 물질의 유리전이온도의 상승은, 모두 당업자에게 알려진, DSC(차동 스캐닝 열량측정; Differential Scanning Calorimetry) 또는 NMR 분광기에 의한 체적 팽창계(dilatometric), 유전체적, 동적-기계적 또는 굴절 측정에 의하여 입증될 수 있다.
마찬가지로, DMA-토션(torsion) 시도는 가교결합된 열가소성 물질의 유리전이온도(Tg), 변경된 융해결정성, 및 온도에 따라 형태가 변하지 않는 특성에 대한 직접적인 정보를 제공한다. 이때, 상기 유리전이영역에 인접하여 가교결합된 열가소성 물질이 융해영역까지 가교결합되지 않은 열가소성 물질보다 대개 단단하므로, 가교결합된 열가소성 물질은 더 이상 흐르지 않으므로, 온도에 따라 형태가 변하지 않는 특성이 향상된다. 가교결합된 열가소성 물질은 융해영역 내에서 대개 고무탄성적으로 작용하고 더 이상 흐르지 않는다. 또한, 상기 가교결합에 의하여, 상기 열팽창 및 물과 산소의 투과성이 감소된다. 마찬가지로, 은(silver) 이동이 제한된다.
이때, 본 발명에 따르면, 광학부재는 바람직하게는, 실질적으로 방사선에 대해서 투명한 열가소성 물질을 포함한다. 여기서, 상기 방사선은, 상기 광학부재가 통합된 모든 가능한 방사원, 예를 들어, 광전자소자에 의해 방출될 수 있다. 여기서, 실질적으로 투명하다는 것은, 상기 열가소성 물질이 상기 방사선에 대해서 대략 70% 내지 80%, 바람직하게는 92%까지의 투명도를 갖는다는 것을 의미한다. 여기서, 발명자는 놀랍게도, 가교결합된 열가소성 플라스틱이 여전히 충분히 투명한 특성을 갖는다는 것을 발견하였다.
또한, 본 발명에 따른 광학부재에는 추가적으로 무기코팅이 배치될 수 있다. 이러한 무기코팅은 추가적으로 가교결합을 위해 기계적인 안정성, 납땜 내구성 및 침투하는 물에 대한 저항을 증가시킬 수 있다. 이러한 무기코팅은 예를 들어, 실리콘 다이옥사이드(silicon dioxide) 및 타이탄 다이옥사이드(titan dioxide)로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 코팅은 상기 물질중의 하나 또는 두 가지 물질의 조합만을 포함할 수 있다. 이러한 층은, 예를 들어, 대략 50nm 내지 1000nm의 층 두께를 갖는 가스 상(gas phase)으로부터의 분리공정중에 배치될 수 있다. 이러한 층 두께를 갖는 코팅은 추가적으로 방사선에 대해 더 투명하다.
또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 광학부재의 열가소성 물질로부터 연결부재가 형성될 수 있다(예를 들어, 도 3 및 도 4 참조). 이러한 연결부재는 예를 들어, 광학부재를 광전자 방사선 방출부재에 연결하는 데에 사용될 수 있다. 그리고 나서, 이러한 광학 부재를 구비한 광전자소자는, 특히 간단하게도, 상기 가교결합된 열가소성 물질로 이루어진 또 다른 연결부재에 의하여 기판, 예를 들어, 인쇄회로기판(PCB)에 설치될 수 있다(예를 들어, 도 4 참조). 상기 연결부재, 예를 들어, 핀(pin), 브라켓(bracket), 커넥터 또는 이와 유사한 것은 특히 간단하게 열가소성 물질로 형성될 수 있는데, 이는 이러한 열가소성 물질이 양호하게 융해가능하므로 쉽게 형성될 수 있기 때문이다. 이러한 연결부재를 형성한 후이거나 형성하는 중에야 비로소 본 발명에 따른 광학부재의 열가소성 물질은 더욱 가교결합되므로, 그 결과로 안정성이 향상된다.
이때, 본 발명에 따르면, 광학부재는 렌즈 또는 반사경을 포함할 수 있다(예를 들어, 도 1 내지 도 5 참조). 렌즈의 경우, 상기 광학부재는 광전자소자의 사용가능한 그라우팅(grouting)에 접착될 수 있고, 이때, 이러한 부재는 상기 열가소성 물질에도 불구하고 납땜에 내구성이 있다(예를 들어, 도 2 참조). 광학부재로서 반사경의 경우, 바람직하게는, 높은 반사도를 가지며 투명하지 않은 열가소성 플라스틱이 사용된다. 이 경우에는 주로 상기 열가소성 물질에 또 다른 첨가제, 예를 들어, 타이탄 다이옥사이드(백색 색소)가 첨가된다. 동시에 반사특성도 갖는, 추후에 가교결합된 열가소성 물질로 이루어진 하우징을 형성할 수도 있다(예를 들어, 도 1 및 도 2 참조).
본 발명의 주제는 또한, 가교결합된 열가소성 물질을 포함하는 광학부재를 구비한 광전자, 방사선 방출 부재이다. 이러한 부재는 대개, 지금까지 사용된 특별한 고온 플라스틱물질과 유사한 양호한 광학특성을 갖지만, 종래보다 더 간단하게 그리고 더 저렴하게 제조될 수 있다.
특히 바람직하게는, 방사선 방출 부재의 특별히 양호한 납땜 내구성이 보장될 수 있으므로, 상기 광학부재를 하우징으로 형성한다. 예를 들어, 양호한 투명도와 같은 양호한 광학특성으로 인해, 상기 광학부재는 상기 부재의 방사선 경로 내에도배치될 수 있고, 이때, 상기 방출된 방사선에 대해서 실질적으로 투명하다(예를 들어, 도 2 참조).
가교결합된 열가소성 물질의, 온도에 따라 형태가 변하지 않는 특성이 향상되고 특성이 개선됨으로 인해, 이러한 물질에 의하여 특히 유리하게 방사선 방출 부재를 기판에 고정할 수 있다. 이는, 예를 들어, 폐쇄부재 또는 납땜 방법에 의하여 수행될 수 있다(예를 들어, 도 4 및 도 5 참조).
또한, 본 발명의 주제는, a) 열가소성 물질을 준비하는 단계; b) 상기 열가소성 물질을 원하는 형태로 바꾸는 단계; 및 c) 상기 열가소성 물질을 가교결합(cross-link)하는 단계로서, 광학부재가 형성되는 단계를 포함하는 소정 형태의 광학부재를 제조하는 방법이다.
바람직하게는, 상기 b)단계에서 다이 캐스팅 방법이 사용된다. 대개 상기 상기 c)단계 이전에 추가적으로 가교결합 보조제, 예를 들어, 상기 가교결합을 용이하게 하는 트리알릴이소시아누레이트(TAIC)가 첨가된다.
화학적 가교결합방법의 경우, 예를 들어, 상기 b)단계 및 상기 c)단계가 공동으로 수행될 수 있고, 이때, 예를 들어, 유기 과산화물(peroxide)과 같은 화학적 가교제가 사용될 수 있다.
방사선 가교결합의 경우, 상기 c)단계에서 상기 형성된 열가소성 물질이 대략 30kGy 내지 400kGy, 바람직하게는 33kGy 내지 165kGy의 방사선 투사량의 전자-방사선으로 노광될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 방출 부재의 횡단면을 도시한다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 방출 부재의 횡단면을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방사선 방출 부재의 또 다른 변형 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 방출 부재의 횡단면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 방출 부재의 횡단면을 도시한다.
도 6은 렌즈가 고정부재에 의하여 하우징에 삽입되는 부재가 도시되어 있다.
도 7a 내지 7c은 도 6에 도시된 바와 유사하게 하우징에 삽입될 수 있는 렌즈의 실시예의 사시도(도 7a 및 도 7b)이며 그 횡단면(도 7c)을 도시한다.
이하, 본 발명은 도면 및 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이다.
실시예
폴리아미드(그릴아미드 TR 90)로 이루어진, 0.8cm 직경을 갖는 2-3mm 두께 렌즈를 투입하였다. 이때, 플라스틱 입자에는 가교결합 보조제로서 트리알릴이소시아누레이트(TAIC, 페라링크 301)가 액체 형태로 첨가되었다. 상기 첨가된 TAIC의 부분은 2-5wt%, 바람직하게는 대략 3wt% 내지 4wt%였다. 상기 첨가는 직접 액체이거나 공동 챔버 입자에 흡수됨으로써 수행되었다. 일반적으로 TAIC의 지지물질로 사용되는 칼슘 실리케이트는 사용되지 않았는데, 이는 상기 렌즈의 투명도에 불리하게 작용하기 때문이다. 후속적인 가교결합은 일반적으로 66-132kGy의 베타 (β) 광선을 몇 분간 방사함으로써 수행되었다. 상기 방사는 연속적으로 33kGy 단계에서 수행된다. 상기 방사는 적어도 두 번, 바람직하게는, 네 번, 예를 들어, 각각 동일한 방사선 투사량으로 수행된다. 여기서, 상기 렌즈는 다리 형태로 고정하기 위해서 연결부재를 구비할 수 있다(예를 들어, 도 3 및 도 6 참조).
상기 다이 캐스팅을 불활성가스로 세정한, 예를 들어, N2 세정된 입자를 사용하여 N2 세정된 다이 캐스팅 기계 안에서 수행한다면, 유리처럼 투명한 산물을 얻는다. 방사선 가교결합에서, 상기 다이 캐스팅 부분을 황색으로 착색하도록 유도하는 색소 중심이 형성된다. 이러한 착색은 260℃에서 납땜시 완전히 소멸된다. 상기 납땜된 산물은 85-90% 투명도를 갖는 것으로 유리처럼 투명하다. N2 대신에, 또 다른 불활성가스도 사용될 수 있다. 여기서, 발명자는, 위에서 기재한 바와 같이, 상기 불활성가스 사용시, 상기 방사선 가교결합중에 발생하는 착색이 납땜시에 감소되거나 완전히 소멸되는 것을 확인하였다. 특히 바람직하게는, 불활성가스, 예를 들어, N2 하에서 상기 방사선 가교결합중에도 처리된다. 이는, 예를 들어, 상기 광학부재가 불활성가스하에서 플라스틱 주머니에 패킹되고 그리고 나서 가교결합됨으로써 발생할 수 있다.
상기 방사선 가교결합된 그릴아미드 TR 90으로 이루어진 렌즈는 가교결합되지 않은 물질로 이루어진 렌즈와 달리, 납땜에 내구성이 있으며 70-95%, 바람직하게는, 85-90% 투명도를 갖는다. 이외에도, 상기 가교결합된 물질로부터 상기 렌즈의 수분 수용은, 납땜시 260℃의 최대온도에서 30분 동안 거품이 형성되는 것을 볼 수 없을 만큼 감소되었다.
상술한 상기 렌즈의 방사선 가교결합과 유사하게, 백색 색소로 채워진 열가소성 물질을 포함하는 LED의 하우징이 예를 들어, 다이 캐스팅 방법에 의하여 제조되고 방사선 가교결합될 수 있다. 여기서, 상기 결과적으로 형성되는 하우징은 방사선 가교결합되지 않은 하우징과 달리, 납땜에 내구성이 있다. 도 1 내지 도 6에 도시된, 당업자에게 잘 알려진 "탑 LED(TOP-LED)" 외에도, 예를 들어, 마찬가지로 당업자에게 잘 알려진 "스마트 LED(SMART-LED)", "칩 LED(Chip-LED)"의 하우징도 가교결합될 수 있다. "SMART-LED"는 예를 들어, 독일 특허명세서 DE 199 63 806 C2에 기재되어 있는데, 이와 관련하여, 출사측의 LED가 소성 가공재료(press mass)에 의해 둘러싸이도록 상기 소성 가공재료에 의해 캡슐화되는 리드 프레임을 갖는 LED를 포함한다. 상기 플라스틱 소성 가공재료는 광변환소재와도 혼합될 수 있다. "Chip LED"에서, LED는 설치를 위한 접촉부(contact)를 구비하여 PCB에 설치되며 플라스틱 소성 가공재료에 의해 캡슐화된다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 가교결합된 열가소성 물질로 이루어진 광학부재의 횡단면도 및 광전자소자에 설치하는 데에 적합한 방사선 가교결합된 렌즈를 포함하는 방사선 방출 부재의 다양한 실시예를 도시한다.
도 1은 방사선 방출 부재(5A)의 횡단면을 도시하는데, 여기서, 반도체소자(5), 예를 들어, LED는 본딩 와이어(10) 및 도체 밴드(conductor band)(20)에 의하여 전기접촉된다. 상기 반도체소자(5)는 반사경 면(2)을 포함하고 상기 반도체소자(5)로부터 방출된 광을 포커싱하는 반사경 용기 내에 존재한다. 상기 반사경 용기 및 그 안에 존재하는 반도체소자(5)는 그라우팅(15)에 의해, 예를 들어, 에폭시 또는 실리콘을 포함하면서 덮혀있다. 상기 방사선 방출 부재(5A)는 방사선 또는 화학적 가교결합된 열가소성 물질로 이루어진 하우징(1)을 포함하며, 상기 하우징(1)은 고반사도를 가지며 상기 하우징(1)으로부터 동시에 상기 반사경 용기의 반사경 면(2)이 형성된다. 하우징(1)이 비싼 고온 플라스틱 또는 듀로플라스틱(duroplastic)으로 이루어지는 종래기술에 따른 방사선 방출 부재와 달리, 본 발명에 따르면, 방사선 방출 부재는 열가소성 물질이 용이하게 형성될 수 있는 특성으로 인해 보다 저렴하고 용이하게 제조될 수 있다.
도 2에는 본 발명에 따른 방사선 방출 부재(5A)의 또 다른 실시예의 횡단면이 도시되어 있다. 여기서, 도 1의 부재와 달리, 추가적으로 렌즈(25)가 구비되는데, 상기 렌즈(25)는 상기 부재의 그라우팅(15)에 배치된다. 이러한 렌즈(25)는 특히 간단하게 추후에 가교결합된 열가소성 물질로부터 형성될 수 있다. 상기 부재에 대한 요구에 따라서, 도 2의 부재에서도 상기 하우징(1)은 본 발명에 따른, 추후에 가교결합된 열가소성 물질을 포함하거나 또한, 종래기술에 따른 고온 열가소성 물질 또는 듀로플라스틱을 포함할 수 있다. 놀랍게도, 충분히 투명한 특성을 갖는 추후에 가교결합된 열가소성 물질을 제조할 수도 있으므로, 즉시, 상기 추후에 가교결합된 열가소성 물질로부터 제조된 렌즈(25)를 상기 부재(5A)의 방사선 경로(60) 내에 배치할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 방사선 방출 부재의 또 다른 변형 예가 도시되어 있는데, 여기서, 렌즈(25)는 그라우팅(15)에 배치되고, 상기 렌즈(25)는 마찬가지로 추후에 방사선 가교결합된 열가소성 물질을 포함하며 추가적인 연결부재(30A)를 구비한다. 이 경우, 상기 연결부재(30A)는 작은 발(foot)로 이루어지는데, 상기 연결부재(30A)는 스냅기계를 사용하여 발을 상기 하우징(1)의 리세스(30C) 안으로 기계적으로 고정하는 것을 허용한다. 이러한 실시예에서, 일반적으로 상기 렌즈(25)를 예를 들어, 상기 부재(5A)의 그라우팅(15)에 접착함으로써 고정하는 것이 더 이상 필요하지 않다.
도 3의 실시예에 대해 대안적이거나 추가적으로, 마찬가지로, 본 발명에 따르면 추가적으로 가교결합된 열가소성 물질을 포함하는 상기 하우징(1)에서도 연결부재(30B)가 형성될 수 있으며, 상기 연결부재(30B)는 상기 부재(5A)를 기판(100), 예를 들어, PCB에 특히 간단한 방식으로 고정할 수 있다. 이 경우에도, 상기 연결부재(30B)는 발의 형태로 스냅기계를 사용하여 상기 기판(100)의 리세스(30D)에 고정된다. 이러한 고정방식은 예를 들어, 종래기술에 따른 납땜 방식을 사용하고 상기 부재의 열 부하는 감소되거나 방지된다.
추가적으로 가교결합된 열가소성 물질의, 온도에 따라 형태가 변하지 않는 추가적인 특성으로 인해, 방사선 방출 부재는 이러한 물질로 이루어진 하우징(1)을 포함하고, 큰 문제없이 납땜 방식으로 기판(100)에 고정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 횡단면을 도시하는데, 여기서, 상기 렌즈(25) 뿐만 아니라 상기 하우징(1)도 추후에 가교결합된 열가소성 물질을 포함한다. 납땜 내구성을 더욱 향상시키고, 물에 대한 배리어(barrier) 특성을 증가시키고 기계적 안정성을 향상시키기 위해서, 두 개의 광학부재, 즉, 상기 렌즈(25)에는 무기코팅(25A)이 배치되고, 상기 하우징(1)에는 무기코팅(1A)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 다이옥사이드 및 타이탄 다이옥사이드로부터 선택될 수 있는 물질을 포함할 수 있는 이러한 코팅은 예를 들어, 가스 분리공정을 이용하여 50nm 내지 1000nm의 층 두께로 배치될 수 있다. 이때, 상기 부재는 납땜 재료(50)를 사용한 납땜에 의하여 상기 기판(100)에 설치된다.
도 6에는, 상기 렌즈(25)가 고정부재(25B)에 의하여 상기 하우징(1)에 삽입되는 부재가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 부재와 달리, 상기 고정부재(25B)는 상기 하우징(1)을 포함한다.
도 7은, 도 6에 도시된 바와 유사하게 하우징(1)에 삽입될 수 있는 렌즈(25)의 실시예가 도 7a 및 도 7b에 사시도로 도시되어 있다. 상기 고정부재(25B)에 추가적으로, 상기 하우징 내의 해당하는 리세스에 삽입되는 핀(25C)도 구비될 수 있다. 도 7c는 상기 렌즈(25)의 횡단면을 도시한다.
여기 도시된 본 발명은 도시된 실시예들에 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 특허청구범위 또는 실시예들에 명백하지 않게 제공되지 않더라도 각각의 새로운 특징뿐만 아니라, 특허청구범위의 특징들의 각각의 조합을 포함하는 특징들의 각각의 조합을 포함한다. 또 다른 변형은 무엇보다도, 상기 사용된 열가소성 물질에 관한 것일 뿐만 아니라, 이러한 추후에 가교결합된 열가소성 물질로 형성된 광학부재의 형태 및 기능과 관련해서도 가능하다.

Claims (27)

  1. 쉐이핑(shaping) 중이거나 쉐이핑 후에 가교결합된(cross-linked) 열가소성 물질을 포함하고, 소정의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 물질의 쉐이핑 이후에 방사(irradiation)에 의하여 가교결합된 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 쉐이핑 중에 가교결합은 가교제(cross linker)를 첨가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 물질은,
    폴리아미드(PA), 폴리아미드 6(PA 6), 폴리아미드 6.6(PA 6.6), 폴리아미드 6.12(PA 6.12), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴니트릴-부타디엔-스티롤-코폴리머(ABS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 변형 폴리프로필렌, 초고분자량 폴리에틸렌(PE-UHMW), 에틸렌-스티롤-인터폴리머(ESI), 코폴리에 스테르엘라스토머(COPE), 열가소성 우레탄(TPU), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 사이클로올레핀코폴리머(COC), 사이클로올레핀폴리머(COP) 폴리스티롤(PS), 및 스티롤-아크릴니트릴-코폴리머(SAN)와 같은 플라스틱을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 물질은 실질적으로 방사선에 대해서 투명한 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가적으로 무기 코팅(1A, 25A)이 배치되는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    SiO2 및 TiO2로부터 선택되는 상기 무기 코팅(1A, 25A)물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 코팅은 50nm 내지 1000nm의 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학부 재(1, 25).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가적으로 열가소성 연결부재(30A, 30B)로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학부재(1, 25).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 광학부재(1, 25)를 포함하는 광전자 방사선 방출부재(5A).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광학부재(1, 25)는 하우징으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 방출 부재(5A).
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 광학부재(1, 25)는 상기 부재(5A)의 방사선 경로(60) 내에 배치되며,
    실질적으로 상기 방출된 방사선에 대해서 투명한 것을 특징으로 하는 방사선방출 부재(5A).
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전체 부재는 상기 하우징에 의해 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 방사선 방출 부재(5A).
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방사선 방출 부재(5A)의 기판(100)에 대한 배치에 있어서,
    상기 부재(5A)는 상기 광학부재(1, 25)에 의하여 상기 기판(100)에 고정되는 것을 특징으로 하는 기판에 대한 방사선 방출 부재의 배치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 부재(5A)는 납땜(soldering)에 의하여 상기 기판(100)에 고정되는 것을 특징으로 하는 기판에 대한 방사선 방출 부재의 배치.
  18. a) 열가소성 물질을 준비하는 단계;
    b) 상기 열가소성 물질을 원하는 형태로 바꾸는 단계; 및
    c) 상기 열가소성 물질을 가교결합(cross link)하는 단계로서, 광학부재가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 b)단계에서 다이 캐스팅(die casting) 방법이 사용되는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c)단계 이전에 추가적으로 가교결합 보조제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 b)단계 이후의 c)단계에서 상기 형성된 열가소성 물질이 대략 33kGy 내지 165kGy의 방사선 투사량의 전자-방사선으로 노광되는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  22. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 b)단계 및 c)단계는 공동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    투명한 열가소성 물질이 사용되는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 b)단계에서 상기 열가소성 물질이 불활성가스 하에서 원하는 형태로 바뀌는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  25. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c)단계는 상기 열가소성 물질이 불활성 가스 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  26. 제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 형성된 열가소성 물질은 적어도 두 번 방사선에 의하여 가교결합되는 것을 특징으로 하는 소정 형태의 광학부재(1, 25)를 제조하는 방법.
  27. 쉐이핑(shaping) 중이거나 쉐이핑 이후에 광전자소자에 대해서 가교결합된(cross-linked) 열가소성 물질을 포함하는, 소정 형태를 갖는 부재의 사용.
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