[发明专利]光学元件，含有该元件的光电器件及其制备

说明书

本申请是申请日为2006年4月18日，申请号为“200680013589.2”，发明名称为“光学元件，含有该元件的光电器件及其制备”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光学元件，含有该元件的光电器件及其制备方法。

背景技术

对于用于光电器件，例如Radial-LED，Smard(Smart)-LED或Chip-LED的浇注材料，用于光电器件如SMT-LED或者光学元件例如透镜的壳体材料，常常需要相应的材料是耐焊接的。因此如今使用填充有玻璃纤维和/或矿物质的高温塑料，它们很贵，并且只能用特定的注塑方法在高温下进行加工。可以使用热固性塑料如环氧聚合物或硅酮用于光电器件的外壳或光学元件，不过这些塑料很难成型。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种能减小上述缺点的光学元件。

根据本发明，该目的是通过根据权利要求1的光学元件实现的。其它权利要求的主题是该光学元件其它有利的技术方案以及含有该元件的光电器件及其制备。

本发明的主题是一种具有确定形状的光学元件，其包含-在成型期间或之后交联的热塑性材料。

本发明的光学元件的优点在于，可以使用标准热塑性材料，由于其是热塑性的而且在其工作温度之上具有流动转变区域，因此，在软化状态下例如通过挤压、挤出、注塑或喷压和其它成型方法，可以特别容易地成型为光学元件。然后在成型期间或之后才使该热塑性材料交联，从而得到改性的热塑性材料，其具有较高的温度形状稳定性较小的热膨胀系数和改善的机械性能。本发明人惊讶地发现，尽管所述热塑性材料是后交联的，由该交联的热塑性材料制成的光学元件仍然具有足够好的光学性质，从而该元件也可以用于光电系统中。根据本发明的光学元件，其包含额外交联的热塑性材料，而且令人惊讶地是焊接稳定的，因此包含该元件的光电器件还可以特别容易地通过焊接而安装在基材，例如电路板上。

根据本发明的光学元件可以根据应用的不同而具有任意形状。因此，例如可以成型为用于发射辐射的半导体芯片的壳体，成型为反射器或成型为透镜。因此，该光学元件可以制成可用于光电应用的各种形状。由于其是热塑性的，因而所述成型例如可以通过注塑而特别简单地进行，且在成型期间或之后才进行交联。

在本发明的另一实施方式中，光学元件是指与光有相互作用的元件，亦即特别是形成光的、导光的和/或转换光的元件。光学元件的实例例如有可以聚光的透镜，以及反射光的反射器。

在本发明的一个实施方式中，可以在成型后，通过辐射而使热塑性材料进行交联。这种使热塑性材料交联的辐射例如可以通过用β或γ射线进行辐射来实现。这种辐射例如可以在常规的电子加速器和γ装置中进行。由于辐射，在易于加工的热塑性材料中尤其产生自由基，由于其该自由基具有反应性，使热塑性的聚合物段进一步交联，从而可以形成高度交联的三维聚合物网。

在本发明另一实施方式中，可以在成型期间，例如在挤出期间，在高压下，通过加入交联剂进行进一步的交联。这样的交联剂例如可以包括有机过氧化物，它们同样能够以化学方式使热塑性材料发生立体交联。此时可以形成热塑性大分子的均匀网络。

交联助剂也可以用于以上提到的辐射交联中，从而缩短辐射时间，并减少辐射的副产物，例如由于分裂或氧化产生的。

由于在光学元件成型期间或之后进行的交联，因此根据本发明，可以使用迄今不能使用的所有廉价的工业热塑性材料，它们例如在适当的温度下采用注射成型法进行加工。在本发明的光学元件中使用的热塑性材料可以选自以下塑料，含有：聚酰胺，聚酰胺6，聚酰胺6，6，聚酰胺6，12，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚苯醚，聚甲醛，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，改性的聚丙烯，超高分子量的聚乙烯，乙烯-苯乙烯互聚物，共聚酯弹性体，热塑性的聚氨酯，聚甲基甲基丙烯酰亚胺，环烯烃共聚物，环烯烃聚合物，聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物。

在制备本发明的光学元件时，上述塑料可以相应地单独使用或任意组合使用。

通过各种热、物理和机械的检验，可以证实随后发生了交联的热塑性材料的性质发生变化。以此方式可以区别未交联的常规热塑性材料和交联的热塑性材料。因此，例如通过IR-光谱可以证实在辐射交联的热塑性材料的表面上形成极性的含氧基团。尤其是通过电子辐射可以提高辐射交联的热塑性材料的表面张力，因此提高热塑性材料表面的极性。