層狀聚合物結(jié)構(gòu)和方法
【專利說明】層狀聚合物結(jié)構(gòu)和方法
[0001] 本專利申請要求于2012年12月21日提交的美國臨時專利申請No. 61/740,867 的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該臨時專利申請的整個內(nèi)容W引用方式并入，如同在本文完整示出一樣。
[0002] 本公開整體設(shè)及層狀聚合物結(jié)構(gòu)及相關(guān)方法。
[0003] 諸如光學(xué)發(fā)射器、光學(xué)檢測器、光學(xué)放大器等光學(xué)器件可經(jīng)由光學(xué)表面發(fā)射或接 收光。對于各種該樣的器件，光學(xué)表面可W是或可W包括電子組件或可能對環(huán)境條件（例 如，雨、雪和熱）敏感的其他組件。諸如光電子器件（通常包括發(fā)光二極管（LED)、激光二極 管和光傳感器）的某些光學(xué)器件可包括固態(tài)電子組件，如果不進(jìn)行保護(hù)，該些固態(tài)電子組 件可能易受電短路或來自環(huán)境條件的其他損害的影響。如果不進(jìn)行保護(hù)，即使是可能不會 立即受到影響的光學(xué)器件也可能隨時間而劣化。因此，本領(lǐng)域需要保護(hù)光學(xué)器件等免受其 操作環(huán)境影響的層狀聚合結(jié)構(gòu)。
[0004] 包括一種或多種光學(xué)器件的光學(xué)組件可使用層狀聚合結(jié)構(gòu)作為抵御環(huán)境因素的 密封劑、作為透鏡、作為巧光體的來源，W及用于其他目的。可作為層狀聚合結(jié)構(gòu)用于光學(xué) 器件的物質(zhì)可能往往會隨時間的流逝而降解。例如，雖然該樣的層狀聚合結(jié)構(gòu)可在開始時 相對透明，但劣化可導(dǎo)致朦賊、泛黃或其他顏色失真，從而使得從光學(xué)器件發(fā)射或檢測到的 光減少或失真。其他形式的損壞（諸如破裂、翅曲等）可損害光學(xué)器件的操作和/或性能。
[0005] 該樣的層狀聚合結(jié)構(gòu)，包括一些基于有機娃的層狀聚合結(jié)構(gòu)，可依賴于利用催化 劑（諸如銷催化劑）的固化機理。然而，殘留的催化劑可限制該樣的基于有機娃的層狀聚 合結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性和/或長期耐久性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的多種實施例設(shè)及層狀聚合結(jié)構(gòu)，諸如在光學(xué)組件中相對于光學(xué)器件的光 學(xué)表面用作密封劑。該層狀聚合結(jié)構(gòu)可包括第一層和第二層。各個層可W為含有有機娃的 熱烙體組合物。該層狀聚合結(jié)構(gòu)可W為包括第一層和第二層的預(yù)成形的密封劑膜，其中第 一層和第二層中的每一者獨立地包含含有有機娃的熱烙體組合物。
【附圖說明】
[0007] 圖1是諸如可在光學(xué)組件中用作密封劑的層狀聚合結(jié)構(gòu)的側(cè)面輪廓。
[000引圖2是包含具有巧光體的層的層狀聚合結(jié)構(gòu)的側(cè)面輪廓。
[0009] 圖3是包括S個層的層狀聚合結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0010] 圖4是示例性層中的二維梯度的例子。
[0011] 圖5是光學(xué)組件的例子。
[0012] 圖6是光學(xué)組件的例子。
[0013] 圖7是光學(xué)組件的例子。
[0014] 圖8是光學(xué)組件的例子。
[0015] 圖9是光學(xué)組件的例子。
[0016] 圖10是光學(xué)組件的例子。
[0017] 圖llA和圖IIB示出了將多層組合物與光學(xué)器件在基板上配合w形成光學(xué)組件?！揪唧w實施方式】
[001引如本文所用，術(shù)語"熱烙體"通常是指在室溫或低于室溫或在使用溫度或低于使用 溫度時為固體并在較高溫度（諸如80°c至150°C)時變成烙體（例如，特征在于一定的粘 度或可W其他方式變形而不完全恢復(fù)至其初始尺寸的材料）的材料。
[0019] 本文描述的多種例子和實施例的"熱烙體"組合物可W為反應(yīng)性的或非反應(yīng)性的。 反應(yīng)性熱烙體材料和組合物為可W化學(xué)固化的熱固性產(chǎn)品，其在固化之后具有高強度，并 在室溫下耐流動（即高粘度）。反應(yīng)性熱烙體組合物的非限制性例子包括含有締基反應(yīng)性 基團(tuán)的組合物，包括二甲基締基甲娃烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷；甲基締基硅氧烷和二 甲基硅氧烷的^甲基締基甲娃烷氧基封端的共聚物；甲基苯基硅氧烷和^甲基硅氧烷的^. 甲基締基甲娃烷氧基封端的共聚物；甲基苯基硅氧烷、甲基締基硅氧烷和二甲基硅氧烷的 ^甲基締基甲娃烷氧基封端的共聚物；^苯基硅氧烷和^甲基硅氧烷的^甲基締基甲硅烷 氧基封端的共聚物；二苯基硅氧烷、甲基締基硅氧烷和二甲基硅氧烷的二甲基締基甲硅烷 氧基封端的共聚物；或前述的任一合適的組合。熱烙體組合物的粘度往往隨著溫度的變化 而顯著變化，從相對低的溫度（例如在室溫或低于室溫）下的高度粘稠變化到當(dāng)溫度向足 夠高于工作溫度（諸如室溫）的目標(biāo)溫度增加時的相當(dāng)?shù)偷恼扯?。在多種例子中，目標(biāo)溫 度為200°C。由于相比于在室溫或室溫附近，組合物在升高的溫度（例如在約50至200°C 的溫度）下的粘性明顯更低，因此通常在升高的溫度（例如高于室溫的溫度，例如高于50°C 的溫度）下將反應(yīng)性或非反應(yīng)性熱烙體組合物施加到基板。在一些情況下，在升高的溫度 下將熱烙體組合物W可流動的物質(zhì)施加到基板，然后僅通過冷卻使其快速"再固化"。其他 施加方法包括在室溫下將熱烙體材料的片材施加到例如基板或覆板上，之后進(jìn)行加熱。
[0020] 在多種例子中，層狀聚合結(jié)構(gòu)包含例如在室溫下為固體（固體組合物）的組合物。 在多種其他例子中，層狀聚合物結(jié)構(gòu)包含折射率大于約1. 4的組合物。在另外其他例子中， 層狀聚合物結(jié)構(gòu)包含有機硅氧烷嵌段共聚物。當(dāng)層狀聚合物結(jié)構(gòu)包含有機硅氧烷嵌段共聚 物時，該嵌段共聚物在一些例子中具有至少20, OOOg/mol的重均分子量。在一些例子中，有 機硅氧烷嵌段共聚物可包含W線性嵌段排列的40至90mol%的式此2Si〇2/2]的二甲硅烷氧 基單元，每個線性嵌段平均具有10至400個二甲娃烷氧基單元[的5102/2]。在其他例子中， 有機硅氧烷嵌段共聚物還可W包含W非線性嵌段排列的10至60mol%的式[R2Si03/2]的S 甲娃烷氧基單元，每個非線性嵌段具有至少500g/mol的重均分子量。在另外其他例子中， 有機硅氧烷嵌段共聚物可包含0.5至25mol%的硅烷醇基團(tuán)[sSiO田。在該些式中，Ri獨 立地為Cl至C3。姪基，而R2獨立地為C1至C2。姪基。另外，在多種例子中，至少30%的非線 性嵌段可與另一非線性嵌段交聯(lián)。在其他多種例子中，非線性嵌段可在納米域中聚集。在 另外其他例子中，有機硅氧烷嵌段共聚物的每個線性嵌段可連接到至少一個非線性嵌段。 相比于本領(lǐng)域已知的各種層狀聚合物結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的層狀聚合物結(jié)構(gòu)可具有改進(jìn)的厚度控 制。
[0021] 圖1是諸如可在光學(xué)組件（下文）中用作密封劑的層狀聚合結(jié)構(gòu)100的側(cè)面輪廓。
[0022] 在多種實施例中，層狀聚合結(jié)構(gòu)包括預(yù)成形的密封劑膜。如本文所用，術(shù)語"預(yù)成 形的密封劑膜"廣義上是指在用于覆蓋光學(xué)器件的光學(xué)表面之前（例如，在將它們例如設(shè)置 在光學(xué)器件的光學(xué)表面上之前）形成的層狀聚合結(jié)構(gòu)。預(yù)成形的密封劑膜可呈任何合適的 形式，包括任何合適尺寸的片材或任何合適寬度和長度的條帶的形式。例如，在將其用于覆 蓋光學(xué)器件的光學(xué)表面之前，預(yù)成形的密封劑膜可W為自立式膜、片材或條帶。然而，術(shù)語 "預(yù)成形的密封劑膜"不包括在例如光學(xué)器件的光學(xué)表面上形成層狀聚合結(jié)構(gòu)的第一層，隨 后在層狀聚合結(jié)構(gòu)的第一層頂部上形成層狀聚合結(jié)構(gòu)的第二層，等等。
[0023] 層狀聚合結(jié)構(gòu)100包括主體102,該主體可包含諸如在本文中詳細(xì)描述的含有有 機娃的熱烙體組合物。主體102可包含多個含有有機娃的熱烙體組合物的層。主體102可 包含巧光體并可經(jīng)形成W產(chǎn)生具有多種特性的梯度（例如，橫跨層狀聚合結(jié)構(gòu)的每一個層 的梯度）。在多種例子中，層狀聚合結(jié)構(gòu)100的厚度在約0.5ym與5000ym之間。在多種 例子中，主體102和可構(gòu)成主體的一個或多個層可包含W下組合物中的至少一者：樹脂-線 性組合物、娃氨加成固化組合物、高苯基-T組合物、娃密封劑組合物、聚脈-聚硅氧烷組合 物、MQ/聚硅氧烷組合物、MQ/X-二有機硅氧烷組合物、聚酷亞胺-聚硅氧烷組合物、聚碳酸 醋-聚硅氧烷組合物、聚氨基甲酸醋-聚硅氧烷組合物、聚丙締酸醋-聚硅氧烷組合物或聚 異了締-聚硅氧烷組合物。在一些實施例中，設(shè)想了聚碳酸醋和聚碳酸醋-硅氧烷共聚物 混合物。
[0024] 進(jìn)一步相對于圖1，層狀聚合結(jié)構(gòu)100還可W包括或在多種例子中附接到隔離襯 片104。隔離襯片104可包含用于促進(jìn)將層狀聚合結(jié)構(gòu)100固定到另一物體（諸如光學(xué)器 件）的隔離劑。在多種例子中，隔離襯片104為或包括娃化PET或氣化襯片。在多種例子 中，隔離襯片104是光滑的或有紋理的，W諸如作為抗反射表面。
[0025] 進(jìn)一步相對于圖1，層狀聚合結(jié)構(gòu)100在主體102中包括第一層106和第二層108。 在多種例子中，第一層106和第二層108均為含有有機娃的熱烙體組合物，但在多種例子中 包含不同的化學(xué)性質(zhì)。如在本文中將詳細(xì)公開，該樣的不同化學(xué)性質(zhì)在層106、108之間可 相對微弱，或可包含顯著的差異。在本文中所公開的多種例子中，第一層具有不同于第二層 的材料性質(zhì)，諸如模量、硬度、折射率、透光率或熱導(dǎo)率。
[0026] 進(jìn)一步相對于圖1，層106、108可各自具有第一主表面110和與第一主表面110 相對的第二主表面112。移除或不包含隔離襯片104可使第一層106的第一主表面110暴 露于或可暴露于環(huán)境條件（例如，未覆蓋任何額外層，并因此暴露于室外環(huán)境，包括雨、雪 和熱）。第一層的第一主表面110可全部或部分地為粗趟的或粗趟化的，或可實質(zhì)上防塵， 諸如可來自環(huán)境（室外或室內(nèi)）或來自光學(xué)組件（例如，光伏面板和其他光能產(chǎn)生裝置、 光禪合器、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸、儀表面板和開關(guān)、n控光源、轉(zhuǎn)彎和停止信號、家用電器、 VCR/DVD/立體聲/音頻/視頻裝置、玩具/游戲設(shè)備、安全設(shè)備、開關(guān)、建筑照明、引導(dǎo)標(biāo)示 (信道字母）、機器視覺、零售展示、應(yīng)急照明、寛虹光源和光源泡更換、手電筒、重點照明全 彩視頻、單色留言板中、在交通、鐵路和航空應(yīng)用中、在移動電話、個人數(shù)字助理（PDA)、數(shù)碼 相機、手提電腦中、在醫(yī)療器械、條形碼掃描儀、色彩和貨幣傳感器、編碼器、光開關(guān)、光纖通 信，W及它們的組合）內(nèi)的灰塵。
[0027] 進(jìn)一步相對于圖1，可通過本文中所公開的多種方法（