光学元件、用于制造该元件的方法以及具有该元件的光电部件

摘要

提供了一种具有一定形状的光学元件，所述光学元件包括固化树脂，所述固化树脂具有经过化学改良的减少附着的表面层。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有一定形状的光学元件、一种用于制造该光学元件的方法以及一种包括这种元件的光电部件。

背景技术

本专利申请要求德国专利申请102007041889.4和102007052133.4的优先权，这些德国专利申请的公开内容通过引用结合于此。

在光电部件中可以存在具有粘性表面的光学元件。这种表面导致污染物或者颗粒(诸如灰尘)粘附到所述表面上或者元件自身粘附在其它元件上。这种粘附可导致质量问题。

发明内容

本发明的任务是提供一种光学元件，该光学元件关于上述缺点而被改进。

该任务通过根据权利要求1所述的光学元件来解决。一种用于制造该元件的方法和一种具有该元件的光电部件是其它权利要求的主题。

根据本发明的实施形式，具有一定形状的光学元件包括固化树脂，所述固化树脂具有减少附着的表面层。所述减少附着的表面层是经过化学改良的。因此，这种光学元件减少了由于颗粒粘附所引起的污染。

所述元件可以由与所述表面层相同的固化树脂成形，其中所述表面层的固化树脂是经过化学改良的。因此，不必在所述元件上布置附加的层，而是只通过化学改良来制造固化树脂的表面层。作为化学改良可以对表面层进行氟化。所述光学元件例如可以减少灰尘颗粒的附着。

光学元件可以与光进行相互作用，并且因此是光学活性的或者是光学操纵的。因此，光学元件可以起到形成光、引导光或者转换光的作用。光学元件可以例如以散射、折射、反射、偏转以及衍射的形式来显示出其光学作用。

所述光学元件对于辐射可以是透明的或者反射性的。由此，所述光学元件可以被放入光电部件中。在那里，透明的元件可以被布置在所发射的或者被接收的辐射的光路中。

所述元件可以被成形为浇注体或者被成形为透镜。由此，所述元件适合于用作例如光电部件中的光学元件。如果所述元件被成形为浇注体，则该元件可以被用作例如用于半导体层序列的浇注体。具有带有减少附着的表面层的固化树脂的透镜对温度和辐射是特别稳定的，并且对于所发射的和被接收的辐射来说是透明的。

在所述光学元件中存在的固化树脂可以具有选自如下组的材料：所述组包括硅树脂、环氧树脂以及具有硅基和/或环氧基的混合树脂。这些材料是透明的并且适合于成形为浇注体或者透镜。

此外提供一种用于制造具有上述特征的光学元件的方法。这种方法包括以下方法步骤：A)提供固化树脂，B)使所述固化树脂成形为所述光学元件，以及C)由所述光学元件制造所述固化树脂的减少附着的表面层。所述方法可以有针对性地并且相对简单地来实施。

在所述方法中，可以在方法步骤A)中提供选自如下组的固化树脂：所述组包括硅树脂、环氧树脂以及具有硅基和/或环氧基的混合树脂。在方法步骤B)中，所述固化树脂可以被成形为透镜或者被成形为浇注体。例如注塑法或者浇注可以被用于成形。由此可以有针对性地制造所述元件的期望形状。

在方法步骤C)中，为了制造减少附着的表面层，可以对所述固化树脂的表面层进行化学改良。为了进行方法步骤C)中的化学改良，可以使所述固化树脂暴露于等离子体中。所述等离子体可以含有含氟化合物，所述含氟化合物可以选自包括CF₄、C₂F₆、NF₃和SF₆的组。所述化合物含有用于对硅树脂或者环氧树脂进行氟化的氟。例如可以对在固化树脂中含有的碳原子进行氟化。由此形成聚四氟乙烯类化合物，其在固化树脂的表面上构成厚度小于50nm的薄层。此外，含有含氟化合物的等离子体可以含有惰性气体、诸如氩，并且因此根据需要使含氟化合物变薄。在此，氩与含氟化合物的比例可以处于1∶9到9∶1之间。所述固化树脂可以暴露于等离子体中1至30分钟、优选为5至30分钟。这可以在室温下进行，其中所述固化树脂可以在利用等离子体进行处理期间被加热到直至40℃至50℃。所述等离子体可以包括低压等离子体，从而所述固化树脂在大约0.1mbar的压力下暴露于等离子体中。

此外可能的是，含氟化合物在等离子体处理期间聚合并且作为附加的层被沉积在所述固化树脂的经过改良的表面层上。该附加的层可以是聚四氟乙烯类的并且具有小于50nm的厚度。

此外提供一种光电部件，该光电部件具有发射辐射的或者接收辐射的半导体层序列和带有上述特征的光学元件。在此，所述光学元件被布置在所发射的或者被接收的辐射的光路中。所述光电部件可以包括被成形为透镜的光学元件。此外，该光电部件可以包括被成形为浇注体的光学元件。所述光电部件可以包括半导体层序列，其中所述浇注体封装所述半导体层序列。所述半导体层序列可以例如是发光二极管(LED)。

附图说明

按照附图进一步阐述本发明：

图1a示出具有光学元件的光电部件的实施形式的示意性侧视图。

图1b示出具有光学元件的光电部件的另一实施形式的示意性侧视图。

图2示出暴露于污染物中的光学元件的照片(Aufnahme)。

具体实施方式

图1a示出光电部件的示意性侧视图。该光电部件包括例如可以是LED的半导体层序列1，该半导体层序列1既直接地又通过接合线2来分别与导体带(Leiterband)4电子接触。半导体层序列以及接合线被浇注体3包围，该浇注体3位于壳体5中。壳体5可以具有成斜面的侧面，所述成斜面的侧面用于改进地反射所发出的辐射。浇注体3可以由固化树脂成形，该固化树脂包括环氧树脂、硅树脂和具有硅基和/或环氧基的混合树脂并且利用例如含有含氟化合物的等离子体进行处理，使得它具有减少污染物(诸如灰尘颗粒)附着的表面层3a。

透镜6可以位于壳体和浇注体上，这在图1b中示出。透镜6可以具有固化树脂，该固化树脂包括环氧树脂和硅树脂。也可以通过如下方式利用一种方法来处理被成形为透镜的固化树脂：将该透镜暴露于具有例如含氟化合物的等离子体中。因此，该透镜也具有减少附着的表面层6a，该减少附着的表面层6a具有被氟化的化合物并且减少诸如灰尘的污染物的附着。

图2示出透镜的照片，这些透镜由固化树脂成形并且尚未安装到光电部件上。这些透镜被并排施加在保持器上。图2中的各个照片的布局对应于透镜在保持器上的布局。第一列R中的透镜是具有未经处理的表面的硅树脂透镜。第二列A和第三列B的透镜是来自两个制造批次(Herstellungscharge)的硅树脂透镜，这些硅树脂透镜根据上述方法利用CF₄等离子体被处理并且因此具有减少附着的表面层。从下面起，用细灰尘颗粒来使透镜沾上灰尘，这在图2中通过箭头来表明，其中所述细灰尘颗粒包括环氧树脂中所注入的玻璃纤维组织。因此，在所有列中，在最下面的行中在透镜上存在最多细灰尘，这些细灰尘随着距灰尘源的间距增大而减少、即在上面的行中减少。然而，在具有表面未经处理的透镜的列R中，可以看到明显比具有经过处理的透镜的列A和B中更高的灰尘浓度(白色面积)。因此可以表明，对透镜表面的处理产生减少附着的表面层并且由此产生更加不易受污染物影响的元件。

在图1和2中示出的实例和实施形式可以任意改变。此外应该考虑，本发明并不限于这些实例，而是允许其它的在此未列举出的扩展方案。