KR101397616B1

KR101397616B1 - 광학 장치들과 실리콘 조성물들 및 광학 장치들을 제조하는공정들

Info

Publication number: KR101397616B1
Application number: KR1020097006004A
Authority: KR
Inventors: 매니쉬 버하더; 브라이언 로버트 하크네스; 어프루즈 자리스피; 앤 왈스트롬 노리스
Original assignee: 다우 코닝 코포레이션
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2014-05-26
Anticipated expiration: 2027-08-23
Also published as: CN101529277B; EP2402796A3; JP2012017470A; EP2402795A2; EP2402796A2; TWI346670B; CN101529277A; EP2402795A3; TW200825125A; KR20090055016A; WO2008027280A2; EP2069829A2; WO2008027280A3; MY147460A; JP2010508377A; ATE536558T1; EP2069829B1; EP2402795B1

Abstract

경화된 실리콘 수지를 형성하도록 경화되는 실리콘 조성물들이 도파관(waveguide), 광통로(lightguide), 및 LED 패키지와 같은 광학 장치들을 만드는데 사용된다. 광학 장치들은 사출 성형 공정을 포함하는 다양한 공정들에 의해 만들어질 수 있다.

실리콘, 도파관, 광통로, LED, 사출성형

Description

광학 장치들과 실리콘 조성물들 및 광학 장치들을 제조하는 공정들{OPTICAL DEVICES AND SILICONE COMPOSITIONS AND PROCESSES FABRICATING THE OPTICAL DEVICES}

본 특허출원은 2006년 8월 28일 출원된 미국 비-임시 특허출원 제 11/467,832호의 우선권 및 모든 이익들을 주장한다.

광학 장치들과 실리콘 조성물들 및 광통로(lightguide), 광학 도파관(waveguide), 및 LED 패키지들과 같은 광학 장치들을 제조하는 공정들이 공개된다. 광통로는 헤드램프(headlamp)와 같은 차량 조명 응용예들을 포함한 다양한 응용예들에 사용하기 적합하다.

발광 다이오드(LED)들은 백열 전구들에 비해 사이즈 감소 및 에너지 사용 감소의 이점들을 제공할 수 있다. 부가적으로, LED들은 백열 전구들보다 더 긴 수명을 가질 수 있다. LED, 특히 고 휘도 LED(HB LED)들은 LED들이 높은 루멘 출력(lumen output)을 갖기 때문에 HB LED들이 화면(viewing surface)으로부터 오목하게 들어간 응용예들에 유용하다. 이러한 응용예들에는 디스플레이용 백라이트 유닛들, 자동차 램프 응용예들(예를 들어, 헤드램프 및 테일 램프), 및 메시지 보드 응용예들이 포함된다.

광통로들은 화면에 빛을 전송하기 위해 HB LED들과 함께 사용된다. 광통로들은 넓은 면적의 균질한 조명을 위한 편평한 또는 평면 형상, 또는 더 작은 잘 한정된 영역을 조명하기 위한 파이프 디자인과 같은 다양한 사이즈 및 형상을 가질 수 있다.

해결할 문제점들

LED들은 높은 열유속(thermal flux) 및 높은 광속(optical flux) 모두를 생성할 수 있다. LED들과 연계하여 사용되는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 또는 시클로 올레핀 공중합체(COC)로부터 제조된 것들과 같은, 종래의 유기 광통로들과 LED 패키지들은 열 및/또는 방사선; 자외선(UV) 및/또는 가시광선에 노출될 때 불충분한 안정성의 단점을 겪을 수 있다. 유기 광통로들은 광통로가 사용되는 장치의 수명 동안에 투과율 손실을 겪을 수 있다. 공지된 광통로들에 비해 광통로가 사용되는 장치의 수명에 걸쳐 개선된 광 투과율을 갖는 광통로들이 필요하다.

광통로들과 같은 광학 장치들은 본원에 설명한 실리콘 조성물들을 사용하여 만들어질 수 있다.

모든 양, 비, 및 백분율들은 달리 지시되지 않는 한 중량에 대한 것이다. 하기는 본원에 사용되는 정의들의 리스트이다.

정의

단수 용어는 하나 이상을 의미한다.

약자 "M"은 화학식 R₃SiO_1/2의 실록산(siloxane) 유닛을 의미하며, 여기서 각각의 R은 일가 원자 또는 그룹을 독립적으로 표현한다.

약자 "D"는 화학식 R₂SiO_2/2의 실록산 유닛을 의미하며, 여기서 각각의 R은 일가 원자 또는 그룹을 독립적으로 표현한다.

약자 "T"는 화학식 RSiO_3/2의 실록산 유닛을 의미하며, 여기서 각각의 R은 일가 원자 또는 그룹을 표현한다.

약자 "Q"는 화학식 SiO₄ _/2의 실록산 유닛을 의미한다.

약자 "Me"는 메틸 그룹을 표현한다.

약자 "Ph"는 페닐 그룹을 표현한다.

약자 "Vi"는 비닐 그룹을 표현한다.

"조합"은 임의의 방법에 의해 조합(put together)된 둘 이상의 물품(item)을 의미한다.

"광통로"는 LED와 같은 점-같은 광원으로부터 빛을 내측 반사에 의해 목표 라인 또는 목표 평면과 같은 목표물에 운반하는 성형된 물품을 의미한다.

"실릴화 아세틸렌 억제제(silylated acetylenic inhibitor)"는 아세틸렌 알콜 억제제와 실란의 임의의 반응 생성물을 의미한다.

공정

광통로들과 같은 광학 장치들은 i) 실리콘 조성물을 성형하고 ii) 광통로와 같은 광학 장치를 형성하도록 실리콘 조성물을 경화시키는 것을 포함하는 공정에 의해 본원에서 설명하는 실리콘 조성들을 사용하여 만들어질 수 있다. 단계 i)는 사출성형, 이송성형(transfer molding), 주조, 압출, 오버몰딩(overmolding), 압축성형, 및 공동(cavity) 성형과 같은 공정에 의해 수행될 수 있다. 단계 i)를 위해 선택된 공정은 생산될 광통로의 사이즈 및 형상과 선택된 실리콘 조성을 포함하는 다양한 요인들에 의존한다.

예시적인 성형 공정에서 단계 i)는

1) 주형 공동(mold cavity)을 갖는 주형을 100 내지 200℃의 범위의 온도로 가열하고;

2) 실리콘 조성물이 조립체로부터 역류하는 것을 방지하기 위해 공정 작동 온도에서 50 내지 3,000 cps 범위의 점도를 갖는 일정량의 실리콘 조성물을 조립체로 공급하고;

3) 실리콘 조성물을 조립체로부터 게이트를 통해 주형 공동으로 사출되고, 여기서

주형 공동은 상부와 하부를 갖고,

통기구는 주형 공동의 상부에 위치하고,

통기구는 0.1 내지 1mm 폭 및 0.0001 내지 0.001mm 깊이의 채널을 포함하고,

게이트는 주형 공동의 하부에 또는 근처에 위치할 수 있고,

사출은 1,000 내지 10,000psi, 대안적으로 2,000 내지 6,000psi 범위의 압력에서 5초 이하 동안 수행되고;

4) 실리콘 조성물이 주형 공동으로부터 흘러나오는 것을 방지하기에 충분한 시간 동안 실리콘 조성물을 1,000 내지 10,000psi로 유지하고;

5) 단계 4)의 생성물을 경화시키는 것을 포함하는 공정에 의해 수행될 수 있다. 단계 4) 및 단계 5)는 그 결과인 향상이 주형으로부터 제거하기에 충분히 단단해질 때까지 수행된다.

이 방법은 선택적인 단계들을 추가로 포함할 수 있다. 선택적인 단계 6)은 단계 5)의 생성물을 후 경화(post curing)시키는 것을 포함한다. 단계 6)은 성형 공정 온도 예를 들어, 150 내지 200℃ 이상의 온도로 가열시켜 수행될 수 있다. 선택적인 단계 7)은 단계 5) 또는 단계 6)(존재한다면) 후에 3000psi 이하의 압력을 사용하여 조립체를 재충전(refilling)하는 것을 포함한다. 이 방법은 단계 3) 이전에 주형 공동에 이형제(mold release agent)를 도포하는 것을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 이 방법은 렌즈 및 광통로와 같은 광학 장치들을 만드는데 사용될 수 있다. 렌즈(별개의 렌즈 또는 오버몰딩된 렌즈 중 어느 하나)는 예를 들어, LED 패키지에 설치될 수 있다. 광통로는 예를 들어, 차량 조명 응용예에 설치될 수 있다.

단계 2의 조립체는 예를 들어, 스크류 체크 밸브 조립체 또는 플런져(plunger) 조립체일 수 있다. 단계 4)에 대한 시간은 15초 이하, 대안적으로 8.5 내지 12.5초일 수 있다. 단계 5)에 대한 시간은 10 내지 300초, 대안적으로 10 내지 120초, 대안적으로 25 내지 50초일 수 있다. 주형이 가열되는 동안 공정 단계들이 수행될 수 있다. 정확한 온도는 선택된 실리콘 조성물의 경화 거동을 포함하는 다양한 요인들에 의존하지만, 주형은 100 내지 200℃, 대안적으로 150 내지 200℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다.

성형 장비

상술한 공정은 당업계에 공지되고 상업적으로 입수가능한 사출성형 장비, 예를 들어, 미국 코네티컷주의 뉴잉턴 소재의 아버그, 인코포레이티드의 액체 사출성형 장치, 모델 제 270S 250-60을 사용하여 수행될 수 있다. 도 1은 본 발명의 방법에 사용하기 위한 액체 사출성형 공정 장비의 개략도이다. 액체 사출성형 공정 장비(100)는 2개의 파트(part)의 실리콘 캡슐제(encapsulant) 조성물의 두 파트에 대한 공급 시스템(101)을 포함한다. 두 파트들은 공급 탱크(102, 103)들로부터 두 파트들을 혼합시키는, 정적 믹서(static mixer)로 공급된다. 그 결과인 실리콘 조성물이 실리콘 조성물이 역류하는 것을 방지하는 조립체(110)와, 압출기(105)로 들어간다. 그 다음에, 실리콘 조성물이 주형(106)으로 입구(107)를 통해 탕구 및 탕도 시스템(도시않음)으로 밀어 넣어진다. 주형(106)은 다양한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3은 단면선(109)을 따라 취한 단면도들이고 만곡된 렌즈들을 만들기 위한 주형(106)을 도시한다. 대안적으로, 1 파트의 경화 가능한 액체가 공급 탱크(102)로부터 [정적 믹서(104)를 바이패스하여] 직접 압출기(105)로 공급될 수 있다.

도 2 및 도 3은 도 1의 선(109)을 따라 취한 주형(106)의 반대쪽 측면들의 단면들을 도시한다. 주형(106)은 각각의 주형 공동(201)의 상부에서 통기구(202)들을 갖는 주형 공동(201)들을 갖는다. 실리콘 조성물은 탕구(203)로부터 주형(106)에 들어가고 탕도(204)들을 통해 흐른다. 실리콘 조성물은 각각의 주형 공동(201)의 하부에서 게이트(205)들을 통해 주형 공동(201)들에 들어간다. 주형(106)의 일 측면은 주형 공동(201)들을 갖고 반구(hemispherical) 버튼(300)들이 주형 공동(201)들로부터 돌출한다. 버튼(300)들은 성형된 형상을 주형으로부터 제거(de-molding)하는 것을 돕고 만곡된 주조된 형상을 형성하는데 사용될 수 있다.

실리콘 조성물

다양한 실리콘 조성물들이 광학 장치를 만드는데 사용될 수 있다. 실리콘 조성물의 성분들은 조성물을 경화하여 만들어지는 광통로가 주어진 응용예에 대해 바람직한 특성들을 갖도록 선택될 수 있다. 광통로는 예를 들어, 디스플레이용 백라이트 유닛들, 차량 조명 응용예들[예를 들어, 헤드램프, 신호 램프, 테일 램프, 방향지시등(turn lamp), 전방 조명, 중앙 상향 정지등(center high-mount stop lamp), 제동등, 후방 컴비네이션 램프, 백업 램프, 안개등, 및 퍼들 램프(puddle lamp)와 같은 자동차 외부 조명 응용예들과 지도 등(map light), 독서등, 내측 돔 라이트(interior dome light), 도어 라이트, 주변 조명(ambience lighting), 및 계기판 조명(dashboard backlighting)과 같은 차량 내부 조명 응용예들], 및 메시지 보드 응용예들에 사용될 수 있다.

실리콘 조성물을 경화시켜 만들어진 경화된 실리콘 수지는 적어도 50, 대안적으로 적어도 60의 경도계 쇼어(Shore) A에 의해 측정되는 경도를 가질 수 있다. 실리콘 조성이 광통로를 제조하는데 사용될 때, 경화된 실리콘 수지는 적어도 50의 쇼어 A, 대안적으로 적어도 20의 쇼어 D로 측정되는 경도를 가질 수 있다. 광통로는 적어도 1.5mm의 두께, 대안적으로 1.5 내지 4mm 범위의 두께를 갖는 섹션에서, 400nm의 파장에서 50% 이상, 대안적으로 80 내지 100%, 대안적으로 90 내지 100%의 광학 투명도를 가질 수 있다.

몇몇 광통로 응용예들에서, 경화된 실리콘 수지는 방사선, 또는 열, 또는 둘 다에 노출될 때 노랗게-변색(yellowing)되지 않을 수 있다. 예를 들어, 경화된 실리콘 수지는 5mm의 두께를 갖는 섹션에서 적어도 5일 동안 150℃로 가열될 때 ASTM D1544에 따라 가드너 색수(Gardner color scale)에서 변화를 보이지 않을 수 있다. 광통로는 적어도 7일, 대안적으로 7 내지 60일 동안(적어도 1.5mm, 대안적으로 1.5 내지 100mm 범위, 대안적으로 1.5 내지 4mm 범위의 두께를 갖는 섹션에서) 150℃로 가열될 때, 20% 이하, 대안적으로 15% 이하의 투과율 손실을 가질 수 있다. 광통로의 RI는 1.4 초과일 수 있고, 대안적으로 광통로의 RI는 1.46 내지 1.57의 범위일 수 있다. RI는 광통로를 만드는데 사용되는 실리콘 조성물의 방향족 그룹(예를 들어, 페닐)들과 비-방향족 그룹(예를 들어, 메틸)들의 양을 바꿔 수정될 수 있다.

대안적으로, 상업적으로 입수가능한 광학적 실리콘 캡슐제 조성물은 단락[0020] 내지 [0024]{예시적인 성형 공정에서 단계 i)는 ~ 버튼(300)들은 성형된 형상을 주형으로부터 제거(de-molding)하는 것을 돕고 만곡된 주조된 형상을 형성하는데 사용될 수 있다.}에서 상술한 공정 및 장비에 사용될 수 있다. 이러한 광학적 실리콘 캡슐제 조성물에는 미국 미시건주 미들랜드 소재의 다우 코닝 코포레이션의 실가드(SYLGARD)® 184가 포함된다. 대안적으로, 미국 특허 제 6,509,423호의 유기폴리실록산(organopolysiloxane)이 이 공정에 사용될 수 있다.

예시적인 실리콘 조성물은:

(A) 분자당 평균적으로 적어도 2개의 지방족 불포화 유기 그룹과 적어도 하나의 방향족 그룹을 갖는 폴리디오르가노실록산(polydiorganosiloxane);

(B) 분자당 평균적으로 하나 이상의 지방족 불포화 유기 그룹과 적어도 하나의 방향족 그룹을 갖는 분기 유기폴리실록산;

(C) 분자당 평균적으로 적어도 2개의 실리콘-결합된 수소 원자와 하나 이상의 방향족 그룹을 갖는 폴리오르가노수소실록산(polyorganohydrogensiloxane);

(D) 하이드로실릴화(hydrosilylation) 촉매를 포함한다.

이 실리콘 조성물은 경화되어 1.40 이상의 굴절률을 갖는 경화된 실리콘 수지를 형성할 수 있다. 실리콘 조성물은 경화되어 14일 동안 200℃로 가열한 후 400nm 파장에서 2.0mm 이하의 두께에서 95% 이상의 광학 투명도, 대안적으로 14일 동안 200℃로 가열한 후 400nm 파장에서 1.8mm의 두께에서 95% 이상의 광학 투명도를 갖는 경화된 실리콘 수지를 형성할 수 있다.

성분(A) 폴리디오르가노실록산

성분(A)는 분자당 평균적으로 둘 이상의 지방족 불포화 유기 그룹과 하나 이상의 방향족 그룹을 갖는 폴리디오르가노실록산이다. 성분(A)는 구조, 점도, 평균 분자량, 실록산 유닛(unit), 순서(sequence) 중 적어도 하나가 다른 둘 이상의 폴리디오르가노실록산을 포함하는 조합 또는 단일 폴리디오르가노실록산일 수 있다. 성분(A)의 점도는 중요하지 않지만; 점도는 실리콘 조성물로부터 만들어지는 경화된 실리콘 수지의 취급 특성을 개선시키기 위해 25℃에서 10 내지 1,000,000mPa·s, 대안적으로 100 내지 50,000mPa·s의 범위일 수 있다. 조성물의 성분(A)의 양은 조성물의 총 중량 기준으로 10 내지 40, 대안적으로 15 내지 30 중량부일 수 있다.

성분(A)의 지방족 불포화 유기 그룹은 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐, 및 헥세닐, 대안적으로 비닐로 예시되지만 이에 한정되지 않는 알케닐(alkenyl)일 수 있다. 지방족 불포화 유기 그룹들은 에티닐, 프로피닐, 및 부티닐로 예시되지만 이에 한정되지 않는 알키닐 그룹일 수 있다. 성분(A)의 지방족 불포화 유기 그룹은 끝(terminal), 펜던트(pendant), 또는 끝과 펜던트 위치들 모두에 위치할 수 있다. 성분(A)의 방향족 그룹(들)은 끝, 펜던트, 또는 끝과 펜던트 위치들 모두에 위치할 수 있다. 방향족 그룹은 에틸벤질, 나프틸, 페닐, 톨릴, 크실릴, 벤질, 스티릴, 1-페닐에틸, 및 2-페닐에틸, 대안적으로 페닐로 예시되지만, 이에 한정되지 않는다. 성분(A)는 분자당 하나 이상의 방향족 그룹의 평균값을 포함한다. 그러나, 성분(A)는 40 mol%, 대안적으로 45 mol% 이상의 방향족 그룹을 포함할 수 있다.

성분(A)의 나머지 실리콘-결합된 유기 그룹들(존재한다면)은 방향족이 없고 불포화 지방족이 없는 치환된 및 비-치환된 탄화수소 그룹들일 수 있다. 비-치환된 일가 탄화수소 그룹들은 메틸, 에틸, 프로필, 펜틸, 옥틸, 운데실, 및 옥타데실과 같은 알킬 그룹들과 시클로헥실과 같은 시클로알킬 그룹들로 예시되지만 이에 한정되지 않는다. 치환된 일가 탄화수소 그룹들은 클로로메틸, 3-클로로프로필, 및 3,3,3-트리플루오르프로필, 플루오르메틸, 2-플루오르프로필, 3,3,3-트리플루오르프로필, 4,4,4-트리플루오르부틸, 4,4,4,3,3-펜타플루오르부틸, 5,5,5,4,4,3,3-헵타플루오르펜틸, 6,6,6,5,5,4,4,3,3-노나플루오르헥실, 및 8,8,8,7,7-펜타플루오르옥틸로 예시되지만 이에 한정되지 않는다.

성분(A)는 일반식 (I): R¹ ₃SiO-(R² ₂SiO)_a-SiR¹ ₃을 가질 수 있고, 여기서 각각의 R¹과 각각의 R²는 독립적으로 상술한 일가의 치환된 및 비-치환된 탄화수소 그룹들, 지방족 불포화 유기 그룹들, 방향족 그룹들로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 하첨자 a는 25℃에서 10 내지 1,000,000mPa·s 범위의 점도를 갖는 성분(A)를 제공하기에 충분한 값을 갖는 정수이고, 평균적으로 R¹ 및/또는 R²중의 둘 이상이 불포화 유기 그룹들이고 R¹ 및/또는 R²중의 하나 이상이 방향족 그룹이다. 대안적으로, R¹ 중 둘 이상이 불포화 유기 그룹들이고, R²중 하나 이상이 방향족 그룹이고, 하첨자 a는 5 내지 1,000 범위의 값을 갖는다. 대안적으로, 화학식 (I)는 α,ω-디알케닐-기능성 폴리디오르가노실록산이다.

성분(B) 분기된 유기폴리실록산

성분(B)는 하나 이상의 불포화 유기 그룹과 하나 이상의 방향족 그룹의 분자당 평균값을 갖는 분기된 유기폴리실록산이다. 성분(B)는 구조, 점도, 평균 분자량, 실록산 유닛들, 및 순서의 특성들 중 하나 이상이 상이한 둘 이상의 폴리디오르가노실록산을 포함하는 조합 또는 단일 폴리오르가노실록산일 수 있다. 성분(B)의 분자량은 중요하지 않지만, 중량-평균 분자량(weight-average molecular weight; Mw)은 500 내지 10,000, 대안적으로 700 내지 3,000 범위일 수 있다. 성분(B)는 조성물의 총 중량에 근거해 35 내지 75 중량부의 양으로 조성물에 첨가될 수 있다.

성분(B)는 화학식 R³SiO_3/2의 유닛들을 포함하고, 여기서 각각의 R³은 독립적으로 지방족 불포화 유기 그룹들, 방향족 그룹들, 및 상술한 일가 치환된 및 비-치환된 탄화수소 그룹들로 구성되는 그룹으로부터 선택되고, R³중 평균적으로 분자당 하나 이상이 지방족 불포화 유기 그룹이고 하나 이상의 R³이 방향족 그룹이다.

성분(B)는 단위 화학식 (II): (R³SiO_3/2)_b(R³ ₂SiO_2/2)_c(R³ ₃SiO_1/2)_d(SiO_4/2)_e(XO_1/2)_f를 가질 수 있고, 여기서 R³은 상술한 바와 같고, X는 수소 원자 또는 알킬 그룹과 같은 일가 탄화수소 그룹이고; 하첨자 b는 양의 수이고; 하첨자 c는 0 또는 양의 수이고; 하첨자 d는 0 또는 양의 수이고; 하첨자 e는 0 또는 양의 수이고; 하첨자 f는 0 또는 양의 수이고; c/b는 0 내지 10의 범위의 수이고; d/b는 0 내지 0.5 범위의 수이고; e/(b+c+d+e)는 0 내지 0.3 범위의 수이고; f/(b+c+d+e)는 0 내지 0.4 범위의 수이다. 화학식 (II)에서, 유기폴리실록산은 분자당 평균적으로 하나 이상의 지방족 불포화 유기 그룹을 포함하지만, R³의 0.1 내지 40 mol%가 불포화 유기 그룹들일 수 있다. 화학식 (II)에서, 유기폴리실록산은 분자당 하나 이상의 방향족 그룹의 평균값을 포함하지만, R³의 10mol% 이상이 방향족 그룹일 수 있다. 또한, 화학식 R³ ₂SiO_2/2의 D 유닛에서, R³의 30 mol% 이상이 방향족 그룹일 수 있다. 성분 f가 양의 수일 때, 조성물은 2 내지 17%의 성분(B)을 포함할 수 있다.

성분(C) 폴리오르가노수소실록산

성분(C)는 둘 이상의 실리콘 결합된 수소 원자들과 하나 이상의 방향족 그룹의 분자당 평균값을 갖는 폴리오르가노수소실록산이다. 성분(C)는 단일 폴리오르가노수소실록산 또는, 구조, 점도, 평균 분자량, 실록산 유닛들, 및 순서의 특성들 중 하나 이상이 상이한 둘 이상의 폴리오르가노수소실록산을 포함하는 조합일 수 있다. 성분(C)의 점도는 중요하지 않고 25℃에서 1 내지 1,000mPa·s, 대안적으로 2 내지 500mPa·s의 범위일 수 있다. 방향족 그룹들은 상기에 예시한 바와 같다. 성분(C)는 적어도 15 mol%, 대안적으로 적어도 30 mol%의 방향족 그룹들을 포함할 수 있다.

성분(C)는 일반 식(III): HR⁴ ₂SiO-(R⁴ ₂SiO)_g-SiR⁴ ₂H의 선형 폴리오르가노수소실록산을 포함할 수 있고, 여기서 각각의 R⁴는 독립적으로 수소 원자, 상기에 예시한 바와 같은 방향족 그룹, 또는 상기에 예시한 바와 같은 방향족이 없고 불포화 지방족이 없는 일가의 치환 또는 비-치환된 탄화수소 그룹이고, 평균적으로 분자당 하나 이상의 R⁴가 방향족 그룹이고, 하첨자 g는 1 이상의 값을 갖는 정수이다. 대안적으로, 분자당 하나 이상의 R⁴가 페닐이고 g는 1 내지 20, 대안적으로 1 내지 10의 범위일 수 있다.

대안적으로, 성분(C)는 단위 화학식 (IV): (R⁵SiO_3/2)_h(R⁵ ₂SiO_2/2)_i(R⁵ ₃SiO_1/2)_j(SiO_4/2)_k(XO)_m의 분기된 폴리오르가노수소실록산을 포함할 수 있고 여기서 X는 상술한 바와 같다. 각각의 R⁵는 수소 원자, 상기에 예시한 바와 같은 방향족 그룹, 또는 상기에 예시한 바와 같은 방향족이 없고 불포화 지방족이 없는 일가의 치환 또는 비-치환된 탄화수소 그룹이고, 평균적으로 R⁵의 분자당 둘 이상이 수소 원자이다. 화학식 (IV)에서, 폴리오르가노수소실록산은 평균적으로 분자당 둘 이상의 실리콘 결합된 수소 원자를 포함하지만, R⁵의 0.1 내지 40 mol%가 수소 원자일 수 있다. 화학식 (IV)에서, 폴리오르가노수소실록산은 평균적으로 분자당 하나 이상의 방향족 그룹을 포함하지만, R⁵의 10 mol% 이상이 방향족 그룹일 수 있다. 또한, 화학식 R⁵ ₂SiO_2/2의 D 유닛에서, R⁵의 30 mol% 이상이 방향족 그룹일 수 있다.

화학식 (IV)에서, 하첨자 h는 양의 수이고, 하첨자 i는 0 또는 양의 수이고, 하첨자 j는 0 또는 양의 수이고, 하첨자 k는 0 또는 양의 수이고, 하첨자 m은 0 또는 양의 수이고, i/h는 0 내지 10 범위의 값을 갖고, j/h는 0 내지 5 범위의 값을 갖고, k/(h+i+j+k)는 0 내지 0.3 범위의 값을 갖고, m/(h+i+j+k)는 0 내지 0.4 범위의 값을 갖는다.

첨가된 성분(C)의 량은 실리콘 조성물의 총 중량에 근거해 10 내지 50중량%의 범위일 수 있다. 성분(C)의 량은 이 실리콘 조성물의 실리콘 결합된 수소 원자의 량이 이 실리콘 조성물의 지방족 불포화 유기 그룹들의 1mol 당, 0.1 내지 10mol, 대안적으로 0.1 내지 5mol, 그리고 대안적으로 0.5 내지 2mol의 범위 이도록 선택될 수 있다.

성분(D) 하이드로실릴화 촉매

성분(D)는 하이드로실릴화 촉매이다. 성분(D)는 실리콘 조성물의 경화를 촉진시키기 충분한 양으로 첨가된다. 그러나 성분(D)의 양은 이 실리콘 조성물의 중량에 근거하여 백금 그룹 금속의 0.01 내지 1,000ppm, 대안적으로 0.01 내지 100ppm, 그리고 대안적으로 0.01 내지 50ppm의 범위일 수 있다.

적절한 하이드로실릴화 촉매들은 당업계에 공지되어 있고 상업적으로 입수할 수 있다. 성분(D)는 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 오스뮴 또는 이리듐 금속 또는 그 유기금속 화합물, 및 그 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 백금 그룹 금속을 포함할 수 있다. 성분(D)는 백금흑(platinum black), 염화백금산, 염화백금산 육수화물과 같은 화합물, 염화백금산과 1수산기 알콜, 백금 비스-(에틸아세토아세테이트), 백금 비스-(아세틸아세토네이트), 백금 디클로라이드의 반응 생성물, 및 상기 화합물들과 올레핀 또는 매트릭스 또는 코어셸타입 구조로 미세캡슐화된 백금 화합물 또는 저분자량 유기폴리실록산의 합성물로 예시된다. 저분자량 유기폴리실록산과 백금의 합성물에는 백금과 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 합성물이 포함된다. 이러한 합성물들은 수지 매트릭스로 미세캡슐화될 수 있다. 대안적으로, 촉매는 백금과 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 합성물을 포함할 수 있다. 촉매가 저분자량 유기폴리실록산과 백금의 합성물일 때, 촉매의 양은 조성물의 총 중량에 근거하여 0.02 내지 0.2 중량부의 범위일 수 있다.

성분(D)에 적절한 하이드로실릴화 촉매는 예를 들어, 미국 특허 제 3,159,601호; 제 3,220,972호; 제 3,296,291호; 제 3,419,593호; 제 3,516,946호; 제 3,814,730호; 제 3,989,668호; 제 4,784,879호; 제 5,036,117호 및 제 5,175,325호와 EP 0 347 895 B호에 설명되어 있다. 미세캡슐화된 하이드로실릴화 촉매들과 이들을 만드는 방법들도 미국 특허 제 4,776,176호; 및 미국 특허 제 5,017,654호에 예시된 바와 같이 당업계에 공지되어 있다.

추가 성분

상술한 실리콘 조성물은 부가적인 성분들 및 첨가된 량들이 실리콘 조성물이 광통로와 같은 광학 장치에 사용하기 부적절한 특성들을 갖는 경화된 실리콘 수지를 형성하도록 경화될 수 없게 하지 않는다고 가정하여, (E) 억제제, (F) 주형 이형제, (G) 광학적 활성제, (H) 충전재, (I) 접합 촉진제, (J) 열 안정제, (K) 화염 억제제, (L) 반응 희석제(reactive diluent), (M) 억제제, (N) 색소, (O) 난연재(flame retarder), (P) 산화 억제제, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 추가 성분을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 응용예들에서, 임의의 부가적인 성분들을 포함하는 실리콘 조성물은 경화되어 14일 동안 200℃로 가열된 후 400nm 파장에서 2.0mm 이하의 두께에서 95% 이상의 광학적 투명도를 갖는 경화된 실리콘 수지를 형성한다.

성분(E) 억제제

성분(E)는 억제제이다. 성분(E)는 유기 아세틸렌 알콜, 실릴화(silylated) 아세틸렌 알콜, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 실리콘 조성물의 성분(E)는 실릴화 아세틸렌 억제제일 수 있다. 이론에 제약되고 싶지는 않지만, 실릴화 아세틸렌 억제제를 첨가하는 것은 유기 아세틸렌 알콜 억제제를 포함하는 또는 억제제를 포함하지 않는 하이드로실릴화 경화 가능한 조성물로부터 만들어진 경화된 실리콘 수지에 비해 실리콘 조성물로부터 만들어진 경화된 실리콘 수지의 노랗게 변색됨이 감소될 수 있다고 생각된다. 유기 아세틸렌 알콜 억제제의 예들은 예를 들어, EP 0 764 703 A2호 및 미국 특허 제 5,449,802호에 공개되어 있고, 1-부틴-3-올, 1-프로핀-3-올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3-페닐-1-부틴-3-올, 4-에틸-1-옥틴-3-올, 3,5-디엠틸-1-헥신-3-올, 및 1-에티닐-1-시클로헥사놀을 포함한다. 실리콘 조성물은 유기 아세틸렌 알콜 억제제들이 없을 수 있다. "유기 아세틸렌 알콜 억제제들이 없는"은 임의의 유기 아세틸렌 알콜이 조성물에 존재하면, 존재하는 양이 14일 동안 200℃로 가열된 후 400nm 파장에서 2.0mm 이하의 두께에서 경화된 실리콘 수지의 광학적 투명도를 95% 이하로 감소시키기에 불충분함을 의미한다.

성분(E)는 이 실리콘 조성물의 총 중량에 근거하여 0.001 내지 1 중량부, 대안적으로 0.01 내지 0.5 중량부 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 성분(E)에 적절한 실릴화 아세틸렌 억제제들은 일반 화학식(V):

, 또는

일반 화학식(VI):

또는 그 조합을 가질 수 있고;

여기서, 각각의 R⁶은 독립적으로 수소 원자 또는 일가 유기 그룹이고, 하첨자 n은 0, 1, 2, 또는 3이고, 하첨자 q는 0 내지 10이고, 하첨자 r은 4 내지 12이다. 대안적으로 n은 1 또는 3이다. 대안적으로, 일반 식(V)에서, n은 3이다. 대안적으로, 일반 식(VI)에서, n은 1이다. 대안적으로 q는 0이다. 대안적으로, r은 5, 6, 또는 7이고 대안적으로 r은 6이다. R⁶에 대한 일가 유기 그룹들의 예들에는 상술한 바와 같이, 방향족이 없고 불포화 지방족이 없는 일가의 치환 또는 비-치환된 탄화수소 그룹, 또는 지방족 불포화 유기 그룹, 방향족 그룹이 포함된다.

실릴화 아세틸렌 억제제들은 (3-메틸-1-부틴-3-옥시)트리메틸실란,((1,1-디메틸-2-프로피닐)옥시)트리메틸실란, 비스(3-메틸-1-부틴-3-옥시)디메틸실란, 비스(3-메틸-1-부틴-3-옥시)실란메틸비닐실란, 비스((1,1-디메틸-2-프로피닐)옥시)디메틸실란, 메틸(트리스(1,1-디메틸-2-프로피닐옥시))실란, 메틸(트리스(3-메틸-1-부틴-3-옥시))실란, (3-메틸-1-부틴-3-옥시)디메틸페닐실란, (3-메틸-1-부틴-3-옥시)디메틸헥세닐실란, (3-메틸-1-부틴-3-옥시)트리에틸실란, 비스(3-메틸-1-부틴-3-옥시)메틸트리플루오르프로필실란, (3,5-디메틸-1-헥신-3-옥시)트리메틸실란, (3-페닐-1-부틴-3-옥시)디페닐메틸실란, (3-페닐-1-부틴-3-옥시)디메틸페닐실란, (3-페닐-1-부틴-3-옥시)디메틸비닐실란, (3-페닐-1-부틴-3-옥시)디메틸헥세닐실란, (시클로헥실-1-에틴-1-옥시)디메틸헥세닐실란, (시클로헥실-1-에틴-1-옥시)디메틸비닐실란, (시클로헥실-1-에틴-1-옥시)디페닐메틸실란, (시클로헥실-1-에틴-1-옥시)트리메틸실란, 및 이들의 조합으로 예시된다. 대안적으로 성분(E)는 메틸(트리스(1,1-디메틸-2-프로피닐옥시))실란,((1,1-디메틸-2-프로피닐)옥시)트리메틸실란, 또는 이들의 조합으로 예시된다.

실릴화 아세틸렌 억제제는 산성 수용체의 존재시 화학식

또는

의 아세틸렌 알콜과 화학식 R⁶ _nSiCl_4-n의 클로로실란을 반응시키는 것과 같이 알콜을 실릴화시키기 위한 당업계에 공지된 방법들에 의해 만들어질 수 있다. 이러한 식들에서, n, q, r, 및 R⁶은 상술한 바와 같고 R⁷은 공유결합 또는 2가의 탄화수소 그룹이다. 실릴화 아세틸렌 억제제들 및 이들의 제조 방법들의 예들은 예를 들어, EP 0 764 703 A2호 및 미국 특허 제 5,449,802호에 공개되어 있다.

상술한 실리콘 조성물은 부가적인 성분들 및 첨가된 량들이 실리콘 조성물이 광통로와 같은 광학 장치에 사용하기 부적절한 특성들을 갖는 경화된 실리콘 수지를 형성하도록 경화될 수 없게 하지 않는다고 가정하여, (F) 주형 이형제, (G) 광학적 활성제, (H) 충전재, (I) 접합 촉진제, (J) 열 안정제, (K) 화염 억제제, (L) 반응 희석제, (M) 억제제, (N) 색소, (O) 난연재, (P) 산화 억제제, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 추가 성분을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 응용예들에서, 임의의 부가적인 성분들을 포함하는 실리콘 조성물은 경화되어 14일 동안 200℃로 가열된 후 400nm 파장에서 2.0mm 이하의 두께에서 95% 이상의 광학적 투명도를 갖는 경화된 실리콘 수지를 형성한다.

성분(F) 주형 이형제

성분(F)는 선택적인 주형 이형제이다. 성분(F)는 일반 식(VI): R¹⁷ ₃SiO(R¹⁷ ₂SiO)_aa(R¹⁷R¹⁸SiO)_bbSiR¹⁷ ₃을 가질 수 있고, 여기서 각각의 R¹⁷은 독립적으로 히드록실 그룹 또는 일가의 유기 그룹이고, 각각의 R¹⁸은 독립적으로 조성물의 실리콘-결합된 수소 원자들과 지방족 불포화 유기 그룹들과 반응하지 않는 일가 유기 그룹이고, 하첨자 aa는 0 이상의 값을 갖고, 하첨자 bb는 1 이상의 값을 갖고 aa와 bb는 주형 이형제가 성형 공정 온도에서 50 내지 3,000cps의 점도를 갖기에 충분한 값을 가질 수 있다. 대안적으로, 각각의 R¹⁷은 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 또는 부틸과 같은 알킬 그룹 또는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 또는 부톡시와 같은 알콕시 그룹일 수 있고, 각각의 R¹⁸은 독립적으로 페닐, 톨릴, 또는 크실릴과 같은 방향족 그룹일 수 있다. 대안적으로 각각의 R¹⁷은 독립적으로 메틸일 수 있고, 각각의 R¹⁸은 페닐일 수 있다. 적절한 주형 이형제의 예들에는 25℃에서 100 내지 500 cps의 점도를 갖는 트리메틸실록시 말단 (디메틸실록산/페닐메틸실록산) 공중합체가 포함된다.

대안적으로, 성분(F)는 조성물의 중량에 근거하여 0 내지 5%, 대안적으로 0.25 내지 2% 범위의 양으로 조성물에 첨가될 수 있는 α,ω-디히드록시-기능성 폴리디오르가노실록산을 포함할 수 있다. 성분(F)는 단일 폴리디오르가노실록산, 또는 구조, 점도, 평균 분자량, 실록산 유닛들, 및 순서의 특성들 중 하나 이상이 상이한 둘 이상의 폴리디오르가노실록산의 조합일 수 있다. 성분(F)의 점도는 중요하지 않고 25℃에서 50 내지 1,000mPa·s범위일 수 있다. 성분(F)는 분자당 하나 이상의 방향족 그룹을 포함할 수 있고, 방향족 그룹들은 상기에 예시한 바와 같다. 성분(F)는 15 mol% 이상, 대안적으로 30mol% 이상의 방향족 그룹들을 포함할 수 있다.

성분(F)는 일반 식(VI'): HOR⁸ ₂SiO-(R⁸ ₂SiO)_o-SiR⁸ ₂OH의 α,ω-디히드록시-기능성 폴리디오르가노실록산을 포함할 수 있고, 여기서 각각의 R⁸은 독립적으로 상기에 예시한 바와 같은 방향족 그룹이거나, 또는 상기에 예시한 바와 같은 불포화 지방족이 없고 방향족이 없는 일가의 치환 또는 비-치환된 탄화수소 그룹이고, 평균적으로 분자당 하나 이상의 R⁸이 방향족 그룹이고, 하첨자 o는 1 이상의 값을 갖는 정수이다. 대안적으로, 분자당 하나 이상의 R⁸이 페닐이고 o는 2 내지 8 범위일 수 있다.

성분(G) 광학적 활성제

성분(G)는 광학적 활성제이다. 성분(G)의 예들에는 광학적 확산제, 인 분말, 광 결정(photonic crystal), 양자 점(quantum dot), 탄소 나노튜브, 형광 염료 또는 흡수 염료와 같은 염료들, 및 이들의 조합이 포함된다. 성분(G)의 정확한 양은 선택된 특정한 광학 활성제에 의존하지만, 성분(G)는 실리콘 조성물의 중량에 근거하여 0 내지 20%, 대안적으로 1 내지 10%의 양으로 첨가될 수 있다. 성분(G)는 경화된 실리콘 수지로 실리콘 조성물을 경화시켜 만들어진 광통로의 표면상에 코팅되거나 또는 실리콘 조성물에 혼합될 수 있다.

성분(H) 충전재

성분(H)는 충전재이다. 적절한 충전재들이 당업계에 공지되어 있고 상업적으로 입수가능하다. 예를 들어, 성분(H)는 실리카, 예를 들어, 증류 실리카, 석영 분말, 티타늄 산화물, 유리, 알루미나, 아연 산화물, 또는 이들의 조합과 같은 무기 충전재를 포함할 수 있다. 충전재는 산란 또는 흡수에 의해 % 투과율을 낮추지 않고 50nm 이하의 평균 입자 직경을 가질 수 있다. 대안적으로, 성분(H)는 폴리(메트)아크릴레이트 수지 입자와 같은 유기 충전재를 포함할 수 있다. 성분(H)는 실리콘 조성물의 중량에 근거하여 0 내지 50%, 대안적으로 1 내지 5% 범위의 양으로 첨가될 수 있다.

상술한 실리콘 조성물은 대기온도 또는 상승된 온도에서 모든 성분들을 혼합하는 것과 같은 임의의 편리한 수단에 의해 만들어질 수 있다. 실리콘 조성물은 1-파트 조성물 또는 여러-파트 조성물로서 만들어질 수 있다. 1-파트 실리콘 조성물은 성분(A),(B),(C), 및 (D)와 임의의 추가 성분들(존재한다면)을 혼합하여 만들어질 수 있다. 1-파트 실리콘 조성물이 만들어지면, 조성물의 가사시간(pot life)은 상술한 성분(E)를 첨가하여 연장될 수 있다. 실리콘 조성물이 상기 단락 [0020] 내지 [0024]에 설명한 바와 같이 성형 공정에서 사용된다면, 성분(F)가 첨가될 수 있다. 두 파트 조성물과 같은 여러 파트 조성물에서, 성분(C)와 (D)가 별개의 부분들로 저장된다. 예를 들어, 베이스 파트는 30 내지 60파트의 성분(A), 30 내지 65 파트의 성분(B), 0.0005 내지 0.005 파트의 성분(D)을 포함하는 성분들을 혼합하여 만들어질 수 있다. 베이스 파트는 0.2 내지 5파트의 성분(F)를 추가로 선택적으로 포함할 수 있다. 경화제 파트는 0 내지 10파트의 성분(A), 42 내지 67 중량부의 성분(B), 20 내지 50 중량부의 성분(C), 및 0.001 내지 1 중량부의 성분(E)을 포함하는 성분들을 혼합하여 만들어질 수 있다. 베이스 파트와 경화제 파트는 두 파트들이 1파트의 경화제당 1 내지 10파트의 베이스의 비로 혼합될 때 사용되기 바로 직전까지 별개의 컨테이너에 저장될 수 있다.

상술한 실리콘 조성물은 경화된 실리콘 수지를 형성하는데 사용될 수 있다. 실리콘 조성물은 실온에서 또는 가열하여 경화될 수 있지만, 조성물을 가열하는 것은 경화를 가속시킬 수 있다. 실리콘 조성물은 몇 분 내지 몇 시간 동안 50 내지 200℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다. 얻어진 경화된 생성물은 경화된 실리콘 수지이다.

대안적으로, 상술한 공정에 사용하기 위한 실리콘 조성물은 낮은 점도(성형 공정 온도에서 50 내지 3,000 cps) 및 빠른 경화 시간(10 내지 300초)을 포함하는 특성들을 보일 수 있다. 낮은 점도는 복잡한 광학적 특징부와 매끈한 표면들을 형성하는 주형 특징부들을 빠르고 완전히 채우는 실리콘 조성물의 능력을 개선할 수 있으므로 사출성형에 유익할 수 있다. 빠른 경화시간은 빠른 생산 수율을 허용한다. 실리콘 조성물을 경화시켜 만들어진 경화된 실리콘 수지는 400 내지 650nm에서 높은 광속에 대한 노출에 안정성 및 고온 안정성, 광학적 투명도를 포함하는 특성들을 보일 수 있다.

실리콘 조성물은 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물일 수 있다. 예시적인 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은:

(Q) 평균 조성식(average compositional formula)

R⁹ _sR¹⁰ _tSiO_(4-S-t)/2 (VII)

으로 표현되는 유기폴리실록산 수지의 100 중량부, 여기서 각각의 R⁹는 독립적으로 2 내지 10 탄소 원자를 갖는 알케닐 그룹과 같은 지방족 불포화 유기 그룹이고, 각각의 R¹⁰은 독립적으로 R⁹ 이외의 치환 또는 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹이고, 분자당 하나 이상의 R¹⁰이 방향족 그룹이고, 대안적으로 R¹⁰의 50mol% 이상이 페닐 그룹과 같은 방향족 그룹을 포함하고, 하첨자 s는 0.09 내지 0.16 범위의 값을 갖고, 하첨자 t는 1.00 내지 1.20 범위의 값을 갖고; 유기폴리실록산 수지는 겔 크로마토그래피(gel chromatography)에 의해 측정되고 기준물질로 폴리스티렌을 갖는 3000 이상의 중량-평균 분자량을 갖고;

(R) 평균 조성식 R¹¹ _uR¹² _vSiO_(4-u-v)/2 (VIII)

로 표현되는 유기올리고실록산 수지 10 내지 50 중량부, 여기서 각각의 R¹¹은 2 내지 10 탄소 원자를 갖는 알케닐 그룹과 같이 독립적으로 지방족 불포화된 유기 그룹이고, 각각의 R¹²는 독립적으로 R¹¹ 이외의 치환 또는 치환되지 않은 일가 또는 비-치환된 일가 탄화수소 그룹이고, R¹²의 10mol% 이상은 페닐 그룹과 같은 방향족 그룹들을 포함하고; 하첨자 u는 0.60 내지 0.80 범위의 값을 갖고, 하첨자 v는 1.50 내지 2.10 범위의 값을 갖고;

(S) 평균 조성식 H_wR¹³ _xSiO_(4-w-x)/2(IX)

로 표현되는 유기수소올리고실록산 또는 유기수소폴리실록산 20 내지 100 중량부, 여기서 각각의 R¹³은 독립적으로 지방족 불포화 일가 유기 그룹들 이외의 치환 또는 치환되지 않은 일가 또는 비-치환된 일가 탄화수소 그룹이고, R¹³의 20 mol% 이상은 페닐 그룹과 같은 방향족 그룹들을 포함하고; 하첨자 w는 0.35 내지 0.65 범위의 값을 갖고, 하첨자 x는 0.90 내지 1.70 범위의 값을 갖고;

(D) 촉매량의 하이드로실릴화 촉매를 포함한다. 이 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 경화되어 ASTM D2240-86에 의해 측정할 때 25℃에서 60 내지 100, 150℃에서 40 내지 100 범위의 경도를 갖는 물품을 형성하도록 경화될 수 있다.

대안적으로, 평균 조성식(VII)에서, s는 0.10 내지 0.15 범위의 값을 가질 수 있고, t는 1.00 내지 1.15 범위의 값을 가질 수 있다. 대안적으로, 평균 조성식(VIII)에서, u는 0.60 내지 0.80 범위의 값을 가질 수 있고, v는 1.50 내지 2.00 범위의 값을 가질 수 있다. 대안적으로 평균 조성식(IX)에서, w는 0.35 내지 0.65 범위의 값을 가질 수 있고, x는 1.30 내지 1.70 범위의 값을 가질 수 있다.

대안적으로, 상술한 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물의 성분(R)은 평균 조성식: (R¹⁵R¹⁶ ₂SiO)_ySiR¹⁶ _(4-y) (X)

로 표현되는 유기올리고실록산을 포함할 수 있고, 여기서 각각의 R¹⁵는 독립적으로 2 내지 10 탄소 원자를 갖는 알케닐 그룹과 같은 지방족 불포화 유기 그룹이고, 각각의 R¹⁶은 독립적으로 R¹⁵ 이외의 치환 또는 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹이고, R¹⁶의 10 mol% 이상이 페닐 그룹과 같은 방향족 그룹을 포함하고; 하첨자 y는 2 또는 3이다.

성분(Q)

상술한 평균 조성식(VII)에서, R⁹는 성분(A)에 대해 상술한 불포화 유기 그룹으로 예시되어 있다. 대안적으로, R⁹에 대해 2 내지 10 탄소 원자를 갖는 알케닐 그룹은 비닐 그룹, 알릴 그룹, 부테닐 그룹, 헥세닐 그룹, 데세닐 그룹을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. R¹⁰의 예들은 메틸 그룹, 에틸 그룹, 프로필 그룹과 같은 알킬 그룹; 에틸벤질, 나프틸, 페닐, 톨릴, 크실릴, 벤질, 스티릴, 1-페닐에틸, 및 2-페닐에틸, 대안적으로 페닐과 같은 방향족 그룹; 및 3-클로로프로필 그룹, 3,3,3-트리플루오르프로필 그룹, 및 2-(노나플루오르프로필) 에틸 그룹과 같은 할로알킬 그룹을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 분자당 하나 이상의 R¹⁰이 방향족 그룹이고, 대안적으로 분자당 모든 R¹⁰의 50 mol% 이상이 페닐 그룹과 같은 방향족 그룹을 포함하지만, 나머지는 상기 조성물을 경화시켜 만들어지는 높은 투명도, 강도, 및 경도를 갖는 경화된 실리콘 수지를 제공하기 위한 알킬 그룹일 수 있다.

성분(Q)를 형성하는 실록산 유닛은 ViMe₂SiO_1/2 유닛, ViMePhSiO_1/2 유닛, Me₃SiO_1/2 유닛, Me₂SiO_2/2 유닛, ViMeSiO_2/2 유닛, PhSiO_3/2 유닛, MeSiO_3/2 유닛, ViSiO_3/2 유닛으로 예시될 수 있다.

성분(Q)의 예들은 하기에 주어진 평균 조성식과 실록산 유닛 화학식으로 도시한 유기폴리실록산 수지이고; 실록산 유닛 화학식은 분자의 모든 실록산 유닛이 1mol을 구성할 때 다양한 실록산 유닛의 몰 수를 나타낸다:

(i) 단위 화학식 (ViMe₂SiO_1/2)_0.10(PhSiO_3/2)_0.90, 이는 Vi_0.10Me_0.20Ph_0.90SiO_1.4의 평균 조성식을 갖고, 여기서 s=0.10, t=1.10, Ph/R^10'(mol%)=74, Mw=4300;

(ii) 단위 화학식 (ViMe₂SiO_1/2)_0.14(PhSiO_3/2)_0.86, 이는 Vi_0.14Me_0.28Ph_0.86SiO_1.34의 평균 조성식을 갖고, 여기서 s=0.14, t=1.14, Ph/R^10'(mol%)=67, Mw=3200;

(iii) 단위 화학식 (ViMeSiO_2/2)_0.10(PhSiO_3/2)_0.90, 이는 Vi_0.10Me_0.10Ph_0.90SiO_1.45의 평균 조성식을 갖고, 여기서 s=0.10, t=1.00, Ph/R^10'(mol%)=82, Mw=8700;

(iv) 단위 화학식 (ViMeSiO_2/2)_0.10(Me₂SiO_2/2)_0.15(PhSiO_3/2)_0.75, 이는 Vi_0.10Me_0.40Ph_0.75SiO_1.375의 평균 조성식을 갖고, 여기서 s=0.10, t=1.15, Ph/R^10'(mol%)=6, Mw=7200;

여기서, R^10'은Me와 Ph의 총 몰 량을 나타내고, Mw는 겔 크로마토그래피(gel chromatography)에 의해 측정된 기준값인 표준 폴리스티렌을 사용하는 중량-평균 분자량이다. 성분(Q)는 둘 이상의 지방족 불포화 유기 그룹과 하나 이상의 방향족 그룹의 분자당 평균값을 갖는 유기폴리실록산 수지이다. 성분(Q)는 단일 수지 또는 구조, 점도, 평균 분자량, 실록산 유닛, 및 순서의 특성들 중 적어도 하나가 상이한 둘 이상의 수지를 포함하는 조합일 수 있다.

성분(R)

성분(R)은 평균 조성식 (VIII) R¹¹ _uR¹² _vSiO_(4-u-v)/2로 표현되고, 여기서 각각의 R¹¹은 독립적으로 R⁹에 대해 예시한 그룹들과 같을 수 있는 2 내지 10 탄소 원자를 갖는 알케닐 그룹과 같은 지방족 불포화 유기 그룹이고, 각각의 R¹²는 독립적으로 R¹⁰에 대해 예시한 그룹들과 같을 수 있는 R¹¹ 이외의 치환 또는 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹이다. R¹²의 10mol% 이상은 페닐 그룹과 같은 방향족 그룹들을 포함할 수 있고; 나머지 그룹들은 알킬 그룹들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 각각의 R¹²는 페닐 그룹을 포함할 수 있다. 대안적으로 각각의 R¹²는 메틸 그룹 또는 페닐 그룹을 포함할 수 있다. 이론에 제약받고 싶지 않지만, 각각의 R¹²가 메틸 그룹 또는 페닐 그룹일 때, 조성물에서 성분(Q)와 (S)의 친화력이 개선되고 조성물을 경화시켜 만들어지는, 렌즈 또는 광통로와 같은 물품의 열에 대한 저항과 투명도가 개선될 수 있다고 생각된다.

화학식(VIII)에서, u는 성분(R)의 실리콘 원자당 지방족 불포화 그룹의 평균 개수를 나타내고 60 내지 0.80 범위의 값을 가질 수 있다. v는 성분(R)에서 1 실리콘 원자당 치환 또는 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹(R¹¹이외의)들의 평균 개수를 나타내고 1.50 내지 2.10, 대안적으로 1.50 내지 2.00 범위의 값을 가질 수 있다.

대안적으로, 성분(R)은 화학식(X): (R¹⁵R¹⁶ ₂SiO)_ySiR¹⁶ _(4-y)의 지방족 불포화 유기올리고실록산을 포함할 수 있고, 여기서 각각의 R¹⁵는 상술한 바와 같고 R⁹에 대해 위에 열거한 것과 같을 수 있다. 상기 화학식에서, 각각의 R¹⁶은 독립적으로 (R¹⁵ 이외의) 치환 또는 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹이고, R¹⁶은 R¹⁰에 대해 상술한 것과 같은 그룹일 수 있다. 대안적으로, 각각의 R¹⁶은 페닐 그룹이다. 대안적으로, 각각의 R¹⁶은 페닐 그룹 또는 메틸 그룹을 포함할 수 있다. 하첨자 y는 2 또는 3이다. (성분(Q)가 고체일 때) 성분(Q)의 용해를 돕기 위해 또는 (성분(Q)가 점성일 때) 실온에서 성분(Q)의 점도를 감소시키기 위해, 성분(R)은 실온에서 액체일 수 있고 25℃에서 10Pa·s, 대안적으로 1 내지 100mPa·s 범위의 점도를 가질 수 있다.

성분(R)의 특정한 예들은 하기의 실록산 유닛 공식과 평균 조성식들로 도시된 메틸페닐비닐올리고실록산이다:

(i) 단위 화학식 (ViMe₂SiO)₃SiPh, 이는 Vi_0.75Me_1.50Ph_0.25SiO_0.75의 평균 조성식을 갖고, 여기서 u=0.75, v=1.75, Ph/R^12'(mol%)=14;

(ii) 단위 화학식 (ViMe₂SiO)₂SiPh₂, 이는 Vi_0.67Me_1.33Ph_0.67SiO_0.67의 평균 조성식을 갖고, 여기서 u=0.67, v=2.0, Ph/R^12'(mol%)=33;

(iii) 단위 화학식 (ViMePhSiO)₃SiPh, 이는 Vi_0.75Me_0.75Ph_1.00SiO_0.75의 평균 조성식을 갖고, 여기서 u=0.75, v=1.75, Ph/R^12'(mol%)=57;

(iv) 단위 화학식 (ViMePhSiO)₂SiPh₂, 이는 Vi_0.67Me_0.67Ph_1.33SiO_0.67의 평균 조성식을 갖고, 여기서 u=0.67, v=2.00, Ph/R^12'(mol%)=67;

(v) 단위 화학식 (ViMe₂SiO)₂SiMePh, 이는 Vi_0.67Me_1.67Ph_0.33SiO_0.67의 평균 조성식을 갖고, 여기서 u=0.67, v=2.00, Ph/R^12'(mol%)=17.

여기서, R^12'은Me와 Ph의 총 몰 량을 나타낸다. 성분(R)은 단일 유기올리고실록산 또는 분자량, 실록산 유닛, 구조, 및 순서의 특성들 중 적어도 하나가 상이한 둘 이상의 성분들을 포함하는 조합일 수 있다.

성분(S)

상기 평균 조성식(IX)으로 표현한 성분(S)는 유기수소올리고실록산 또는 유기수소폴리실록산을 포함한다. 이 성분의 실리콘-결합된 수소 원자는 성분들(Q)와 (R)의 지방족 불포화 실리콘-결합된 유기 그룹들과 추가 반응에 참가한다.

평균 조성식(IX)에서 R¹³의 적어도 20mol%가 페닐 그룹과 같은 방향족 그룹을 포함한다. 그룹 R¹³은 R¹⁰에 대해 위에 열거한 것과 같을 수 있고, 대안적으로, 각각의 R¹³은 페닐 그룹일 수 있고, 대안적으로 각각의 R¹³은 메틸 그룹과 페닐 그룹으로부터 선택될 수 있다. 화학식(IX)에서, 하첨자 w는 성분(S)의 1 실리콘 원자당 실리콘-결합된 수소원자의 개수를 나타내고 0.35 내지 0.65 범위일 수 있다; 하첨자 x는 성분(S)의 1 실리콘 원자당 (R⁹이외) 치환 또는 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹의 평균 개수를 나타내고 0.90 내지 1.70, 대안적으로 1.30 내지 1.70 범위일 수 있다. 25℃에서, 성분(S)는 고체 또는 액체일 수 있지만, 액체 형태는 조성물의 제조를 도울 수 있다. 성분(S)의 점도는 100Pa·s 이하일 수 있고, 대안적으로 점도는 1 내지 1,000mPa·s 범위일 수 있다.

성분(S)의 예들은 하기의 실록산 유닛 화학식과 평균 조성식으로 나타내는 메틸페닐수소폴리실록산과 메틸페닐수소올리고실록산을 포함하지만 이에 한정되지 않는다:

(i) 단위 화학식 (HMe₂SiO_1/2)_0.65(PhSiO_3/2)_0.35, 이는 H_0.65Me_1.30Ph_0.35SiO_0.85의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.65, x=1.65, Ph/R^15'(mol%)=21;

(ii) 단위 화학식 (HMe₂SiO_1/2)_0.60(PhSiO_3/2)_0.40, 이는 H_0.60Me_1.2Ph_0.40SiO_0.90의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.60, x=1.60, Ph/R^15'(mol%)=25;

(iii) 단위 화학식 (HMe₂SiO_1/2)_0.40(PhSiO_3/2)_0.60, 이는 H_0.40Me_0.80Ph_0.60SiO_1.10의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.40, x=1.40, Ph/R^15'(mol%)=43;

(iv) 단위 화학식 (HMe₂SiO_1/2)_0.35(PhSiO_3/2)_0.65, 이는 H_0.35Me_0.70Ph_0.65SiO_1.15의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.35, x=1.05, Ph/R^15'(mol%)=48;

(v) 단위 화학식 (HMeSiO_2/2)_0.65(PhSiO_3/2)_0.35, 이는 H_0.65Me_0.65Ph_0.35SiO_1.175의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.65, x=1.00, Ph/R^15'(mol%)=35;

(vi) 단위 화학식 (HMe₂SiO_2/2)_0.50(PhSiO_3/2)_0.50, 이는 H_0.5Me_0.50Ph_0.50SiO_1.25의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.50, x=1.00, Ph/R^15'(mol%)=50;

(vii) 단위 화학식 (HMeSiO_2/2)_0.35(PhSiO_3/2)_0.65, 이는 H_0.35Me_0.35Ph_0.65SiO_1.325의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.35, x=1.00, Ph/R^15'(mol%)=65;

(viii) 단위 화학식 (HMePhSiO_1/2)_0.60(PhSiO_3/2)_0.40, 이는 H_0.60Me_0.60Ph_1.00SiO_0.90의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.60, x=1.60, Ph/R^15'(mol%)=63;

(ix) 단위 화학식 (HMePhSiO_1/2)_0.40(PhSiO_3/2)_0.60, 이는 H_0.4Me_0.40Ph_1.00SiO_1.10의 평균 조성식을 갖고, 여기서 w=0.40, x=1.40, Ph/R^15'(mol%)=71.

이러한 화학식에서, R^15'는 Me와 Ph의 총량을 나타낸다. 성분(S)는 분자량, 실록산 유닛, 구조, 및 순서의 특성들 중 하나 이상이 상이한 둘 이상의 성분들을 포함하는 조합일 수 있다.

성분(R)과 (S)는 성분(Q)의 100중량%당 10 내지 50 중량부, 대안적으로 20 내지 100중량%의 조합량으로 사용될 수 있다. 이 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물을 경화시켜 만들어진 경화된 실리콘 수지의 경도 및 물리적 특성들을 제공하기 위해, 성분(R)과 (Q)의 알케닐 그룹들의 몰당 성분(S)의 실리콘-결합된 수소 원자들의 양은 0.5 내지 3몰, 대안적으로 0.7 내지 2.0 몰의 범위일 수 있다.

성분(D)

성분(D)는 상술한 바와 같은 하이드로실릴화 촉매이다. 이 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물의 성분(D)의 정확한 양은 선택된 정확한 성분(Q),(R),(S) 및 (D)와, 임의의 부가 성분들(존재한다면)을 포함하는 다양한 요인들에 의존한다. 그러나 성분(D)의 양은 성분(Q),(R),(S)의 조합 중량에 근거하여 1 내지 500 ppm, 대안적으로 2 내지 100ppm의 범위일 수 있다.

하나 이상의 부가 성분들이 상술한 성분(Q),(R),(S) 및 (D)를 포함하는 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물에 첨가될 수 있다. 이러한 선택적인 성분들에는 상술한 바와 같은, 성분(E) 내지 (P), 또는 이들의 조합이 포함된다. 성분(F), 주형 이형제는 이 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물에 첨가될 수 있다. 이 조성물의 주형 이형제의 양은 조성물의 중량에 근거하여 0.2 내지 2%, 대안적으로 0.25 내지 0.75% 범위일 수 있다.

추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 성분(Q),(R),(S) 및 (D)와 임의의 부가 성분들(존재한다면)을 혼합하여 만들어질 수 있다. 1파트의 조성이 만들어지면, 조성물의 가사수명은 상술한 바와 같은 성분(E)와 같은, 억제제를 첨가하여 연장될 수 있다. 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물이 상기 단락 [0020] 내지 [0024]에 설명한 것과 같은 성형 과정에 사용되면, 성분(F)가 첨가될 수 있다. 대안적으로, 여러-파트 조성물이 1 파트에서 (Q),(R), 및 (D)를 포함하는 성분들을 혼합하고 별개의 파트에서 (Q),(R), 및 (S)를 포함하는 성분들을 혼합하고, 사전혼합된 상태로 각각의 파트를 보관하고, 사용 바로 전에 이 파트들을 함께 섞어 만들어질 수 있다.

추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 경화되어 ASTM D2240-86에 따라 타입 D 경도계로 측정될 때 25℃에서 60 내지 100의 경도 및 150℃에서 40 내지 100의 경도를 갖는 물품을 형성한다. 대안적으로, 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물로부터 얻어진 경화된 실리콘 수지가 ASTM D2240-86에 따라 타입 D 경도계로 측정될 때 40 내지 100의 경도 및 40 내지 60의 경도를 갖는다. ASTM D2240-86은 플라스틱의 경도계 경도에 대한 시험 방법들을 명기하는 JIS K 7215-1986에 대응한다.

추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 실온에서 액체일 수 있다. 그러나 성형성 및 유동성을 개선하기 위해, 조성물은 25℃에서 5,000 Pa·s 이하의 점도를 가질 수 있고, 대안적으로 점도는 10 내지 1,000Pa·s의 범위일 수 있고, 대안적으로 점도는 성형 온도에서 100 내지 3,000cps의 범위일 수 있다. 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 이를 실온에 유지시켜 점진적으로 경화되거나 또는 가열에 의해 신속히 경화될 수 있다. 조성물은 다른 재료와 일체화된 몸체를 형성하도록[예를 들어, 오버몰딩과 코-몰딩(co-molding)] 다른 재료와 접촉하거나 또는 단독으로 경화될 수 있다.

광학 장치

상술한 공정들과 실리콘 조성물들은 다양한 광학 장치들을 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 광학 장치들은 광학 도파관, 광통로, 광감지 소자, 및 HB LED 패키지들과 같은 LED 패키지들, 예를 들어 LED 패키지 렌즈들을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

상술한 공정들과 조성물들을 사용하여 제조된 광통로는 다른 장치의 일부 또는 자체로 제조될 수 있다. 이 장치는 광통로의 입구에 커플링된, LED 또는 HB LED와 같은 광원을 추가로 포함할 수 있다. 장치는 광통로의 출구의 렌즈 또는 유기 광통로와 같은 다른 광학 장치를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4a, 도 4b, 도 4c는 상술한 실리콘 조성물로부터 제조된 광통로(402)와 LED(401)를 포함하는 광학 장치를 도시한다. 광통로(402)는 LED(401)로부터의 빛이 도 4a에 도시한 바와 같이 광통로(402)의 입구(403)에 들어가도록 광통로(402)에 인접하게 LED(401)를 간단히 배치하여 LED(401)에 커플링될 수 있다. 광통로(402)의 입구(403)와 LED(401) 사이의 임의의 간극은 겔 또는 탄성체와 같은 광학적 커플링제(406) 또는 공기로 선택적으로 채워질 수 있다. 광통로(402)는 광통로(402)의 표면을 둘러싸는 클래드(407)를 추가로 선택적으로 포함할 수 있다. 클래드는 광통로(402)의 RI보다 낮은 RI를 가질 수 있다.

대안적으로, LED(401)는 도 4b에 도시한 바와 같이, 상술한 실리콘 조성물이 LED(401)와 접촉하면서 광통로(402)를 형성하도록 경화되도록 광통로(402)와 일체가 될 수 있다. 광학 장치는 경화된 실리콘 수지로부터 제조된 광통로(402)의 출구(405)에 커플링된 유기 광통로(404)를 추가로 포함할 수 있다. 이론에 의해 제약받고 싶지는 않지만, LED(401)에 커플링된 광통로(402)를 사용하면 광학 장치의 안정성을 개선하면서, 광통로(402)의 출구(405)에 커플링된 유기 광통로(404)를 사용하여 그 결과인 광학 장치의 비용을 감소시키는데 왜냐하면 PMMA, PC, 및 COC 광통로들과 같은 유기 광통로(404)들이 경화된 실리콘 수지로부터 제조된 광통로(402)들보다 제조하기 더 저렴할 수 있기 때문이다, 그러나, 유기 광통로(404)들은 본원에 설명한 실리콘 조성물을 경화시켜 만들어진 경화된 실리콘 수지에 비해 구성하는 유기 재료들의 안정성이 열악하여 경화된 실리콘 수지로부터 제조된 광통로(402)없이 LED(401)에 커플링될 때 열화되는 단점을 겪는다. 대안적으로, LED(401)는 도 4c에 도시한 바와 같이, 버트-커플링(butt-coupling)에 의해 광통로(402)의 입구(403)에 커플링될 수 있다. 광통로(402)의 하나 이상의 표면(408)이 내부 반사에 영향을 미치도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 광통로(402)의 표면(408)은 내부 반사를 개선시키기 위해 부분적으로 또는 완전히 경면처리될 수 있다. 대안적으로 광통로(402)의 표면(408)은 부분적으로 또는 전체가 울퉁불퉁하게 될 수 있다.

당업자는 도 4a 내지 도 4c에 도시한 광통로들이 예시적이고 한정하는 것이 아님을 인식할 것이다. 광통로는 광통로가 사용되는 응용예와 광통로와 커플링되는 광원을 포함하는 다양한 요인들에 따라 여러 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 광통로는 바(bar) 또는 원통 형상을 포함할 수 있다. 본원에 설명한 실리콘 조성물들과 공정들은 예를 들어, 미국 특허 제 5,594,424호; 제 5,673,995호; 제 6,174,079호; 제 6,568,822호; 미국 공개 특허출원 US 2005/0213341호 및 US 2006/0105485호; 및 PCT 공보 WO2005/033207호 및 WO2006/033375호에 공개된 광통로들을 제조하는데 사용될 수 있다.

상술한 실리콘 조성물의 성분들은 실리콘 조성물을 경화시켜 만들어진 광통로가 주어진 응용예에 바람직한 특성들을 갖도록 선택될 수 있다. 광통로는 예를 들어, 디스플레이용 백라이트 유닛, 차량 조명, 및 메시지 보드 응용예들에 사용될 수 있다. 광통로가 이러한 응용예들에 사용될 때, 광통로는 적어도 50, 대안적으로 적어도 60의 경도계 쇼어 A로 측정되는 경도를 가질 수 있다. 광통로는 1.5 내지 4mm 범위의 두께를 갖는 섹션에서 50% 이상, 대안적으로 50 내지 100%의 광학 투명도를 가질 수 있다. 몇몇 자동차 헤드램프 응용예들에 대해, 광통로는 UV 방사선에 노출될 때 노랗게 변색되지 않을 수 있다. 광통로는 적어도 7일 동안, 대안적으로 7 내지 60일 동안(역시 1.5 내지 4mm 범위의 두께를 갖는 섹션에서) 150℃로 가열될 때 20% 이하, 대안적으로 15% 이하의 투과율 손실을 가질 수 있다. 광통로의 RI는 1.46 내지 1.57 범위일 수 있다. 코어(존재한다면)의 RI는 클래드의 RI보다 작다. RI는 광통로를 만드는데 사용되는 실리콘 조성의 성분들의 방향족 그룹들(예를 들어, 페닐)과 비-방향족 그룹들(예를 들어, 메틸)의 양을 바꿔 수정될 수 있다. 유기 광통로가 커플링될 때, 경화된 실리콘 수지로부터 제조된 광통로의 RI는 유기 광통로의 RI에 일치될 수 있다. 예를 들어, PMMA 광통로는 RI 1.49를 갖고, PC 광통로는 RI 1.57을 가질 수 있다.

대안적으로, 광통로 이외의 성형된 형상이 단락 [0020] 내지 [0024]에서 상술한 성형 공정에 의해 만들어질 수 있다. 성형된 형상은 예를 들어, 편평한 렌즈, 만곡된 렌즈, 프레넬 렌즈(fresnel lens)와 같은 LED 패키지에 사용하기 위한 렌즈일 수 있다. 10mg 내지 60g 범위의 실리콘 조성물의 량으로 만들어진 만곡된 및 프레넬 렌즈들이 만들어질 수 있다. 렌즈들은 0.1 내지 10mm 범위의 직경 또는 폭을 가질 수 있다. 렌즈들은 0.05 내지 2mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 2mm 두께를 갖는 렌즈들에 대해, 400 내지 650nm에서 광학 투과율이 85 내지 100% 투과율일 수 있다.

대안적으로, 단락 [0019]에서 상술한 실리콘 조성물과 공정이 LED 장치들과 같은 광전자 장치들을 패키징하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 조성물은 경화된 실리콘 수지가 하드 렌즈로서 형성되도록 성형 및 경화될 수 있다. 렌즈는 고정못(tack)이 없고 오물에 대한 저항성을 가질 수 있다. 실리콘 조성물은 예를 들어, WO 2005/017995호에 공개된 것과 같은 사출성형 공정에서 렌즈를 형성하는데 사용될 수 있다.

대안적으로, 실리콘 조성물과 공정은 미국 특허 제 6,204,523호 또는 WO 2005/033207호에 공개된 것과 같은, LED 장치를 캡슐화하는데 사용될 수 있다. 도 5는 상술한 실리콘 조성물로부터 만들어진 경화된 실리콘 수지를 갖는 LED 장치의 단면을 도시한다. LED 장치는 고무 또는 겔과 같은 연성 실리콘(503)으로 캡슐화된 LED 칩(504)을 포함한다. LED 칩(504)은 와이어(502)에 의해 리드 프레임(505)에 접합된다. LED 칩(504), 와이어(502), 및 연성 실리콘(503)은 경화된 실리콘 수지로 만들어진 돔(501)에 의해 둘러싸여 있다.

도 1은 본 발명의 방법에 사용하기 위한 액체 사출성형 공정 장비의 개략도.

도 2는 도 1에서 선 109를 따라 취한 주형(106)의 일 측면의 단면도.

도 3은 도 2의 주형(106)의 반대쪽 측면의 단면도.

도 4a는 LED(401), 광통로(402)를 포함하는 광학 장치의 단면도.

도 4b는 LED(401), 실리콘 광통로(402), 및 유기 광통로(404)를 포함하는 광학 장치의 단면도.

도 4c는 LED(401), 광통로(402)를 포함하는 광학 장치의 단면도.

도 5는 LED 패키지의 단면도.

도면번호

100: 액체 사출성형 공정 장비 101: 공급 시스템

102: 공급 탱크 103: 공급 탱크

104: 정적 믹서 105: 압출기

106: 주형 107: 입구

108: 수평 단면선 109: 수직 단면선

110: 조립체 201: 주형 공동

202: 통기구 203: 탕구

204: 탕도 205: 게이트

300: 버튼 401: LED

402: 광통로(실리콘) 403: 입구

404: 유기 광통로 405: 출구

406: 커플링제(coupling agent) 407: 클래드(clad)

408: 처리된 면 501: 돔(dome)

502: 와이어 503: 연성 실리콘

504: LED 칩 505: 리드 프레임(lead frame)

예

이러한 예들은 본 발명을 당업자에게 예시하기 위한 것이고 청구범위에 제시된 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

예 1 - 만곡된 렌즈들의 제조

만곡된 렌즈들이 도 1의 사출성형 장비와 도 2 및 도 3의 주형을 사용하여 본 발명의 방법에 따라 제조된다. 주형은 표 1에 도시한 온도(℃)로 가열된다. 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물이 정적 믹서(104)를 통해 압출기(105)로 공급되고 그 결과인 경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물의 일정량(입방 인치, cin)이 조립체(110)에 공급된다. 그 량은 표 1에 도시되어 있다. 경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물의 이 양은 82.5 중량부 D^Vi ₁₀D₁₅T^Ph ₇₅, 10중량부 M^ViD^Ph2, 10중량부 M^Vi ₃T^Ph,M^H ₆₀,T^Ph ₄₀, 0.013중량부 백금 촉매와 화학식 HC≡C-C(Me)₂-O₃SiMe의 0.10중량% 백금 촉매 억제제를 포함하고; 여기서 하첨자는 실록산 유닛의 개수를 나타내고 상첨자는 메틸 이외의 실리콘에 결합된 임의의 일가의 라디컬(radical)들을 나타낸다.

이 양의 경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물이 주형(106)으로 사출되고 그 결과인 조성물이 단계들에서 주형 공동(201)들로 사출된다. 각각의 단계에서 사출 압력(평방 인치당 파운드, psi), 사출속도(초당 입방 인치, cins)가 표 1에 도 시되어 있다. 사출 중에 적용되는 배압(psi)과 스크류 속도(분당 피트의 원주방향 속도, fpm)도 표 1에 도시되어 있다.

그 다음에 조성물이 표 1에 도시한 시간 동안 압력에서 주형에 유지된다. 유지 단계 1의 출발 압력(표 1에 도시함)이 유지 단계 1의 시간 동안 유지 단계 2의 압력으로 점진적으로 감소된다. 그 다음에 조성물은 유지 단계 2의 조건 하에 유지된다. 그 다음에, 조성물은 그 결과인 렌즈가 주형으로부터 제거하기 충분하게 경화될 때까지 표 1에 도시한 시간 동안 경화된다. 그 다음에, 렌즈들이 주형에서 제거된다. 만곡된 렌즈들의 시각적 평가가 표 1에 기록되어 있다. 예 1은 허용할 수 있는 만곡된 렌즈가 다양한 성형 공정 조건들에서 조성물을 사용하여 제조될 수 있음을 보인다.

예 2 - 만곡된 렌즈들의 제조

만곡된 렌즈들이 표 2의 공정 변수들을 사용하여 예 1의 순서에 따라 제조된다. 예 2의 경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 82.5 중량부 T^Ph _0.75Q_0.10M^Vi _0.15, 8.9중량부 Ph₂Si(OSiMe₂H)₂, 5.9중량부 PhSi(OSiMe₂H)₃, 1.01중량부 비스-디페닐포시피노프로판, 및 5ppm 백금 촉매를 포함한다. 비교 실행 1-4는 공급된 양이 너무 적을 때, 배압이 너무 낮을 때, 또는 둘 다일 때 몇몇 제형(formulation)에서 불완전한 충전이 일어날 수 있음을 보인다. 실행 5-18은 다양한 공정 조건들에서 허용가능한 성형된 부분들이 만들어질 수 있음을 보인다.

예 3 - 만곡된 렌즈들의 제조

만곡된 렌즈들은 표 3의 공정 변수들을 사용하여 예 1의 순서에 따라 제조된다. 예 3의 유기폴리실록산 수지 조성물은 67.5 중량부 다우 코닝® 실가드® 184 파트 A, 9.5 중량부 다우 코닝® 실가드® 184 파트 B, 9.01 중량부 Si(SiMe₂CH==CH₂)₄, MD_3.2DH_5.8M, 및 13.9 중량부 MD_3.2D^H _5.8M을 포함한다. 비교 실행 1-7은 공급 시스템에 혼입된 공기로 인해 허용가능한 렌즈를 만들지 못했다. 실행 8-13은 기포들이 존재하지만 허용가능한 렌즈를 만들었다. 조성물이 가공되었고 혼입된 공기가 제거되었기 때문에, 이 예의 렌즈 품질이 개선되었다.

예 4 - 수직 주형 배향을 갖는 만곡된 렌즈 제조

주형 방향이 수평에서 수직으로 바뀐 것을 제외하고 도 1의 사출성형 장비와 도 2와 도 3의 주형을 사용하여 본 발명의 공정에 따라 만곡된 렌즈가 제조되었다. 예 4의 2 중량부의 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 65%의 T^Ph _0.75M^Vi _0.25, 21.6%의 T^Ph _0.75Q_0.10M^Vi _0.25, 12%의 HMe₂SiφSiMe₂H, 0.4%의 [Vi(Ph,Me)Si-O]₂, 26ppm 트리페닐 포스핀 억제제, 및 5ppm 백금 촉매를 포함하고, 여기서 φ는 페닐렌 그룹을 나타낸다. 성형 공정 조건들과 결과들이 표 4에 있다. 예 4는 통기구들을 상부로 바꾸지 않고 수평으로부터 수직 주형 배향으로 바꾸는 것이 특정 성형 공정 변수들 하에서 이 장비 및 이 실리콘 캡슐제 조성물을 사용하여 수평 주형 배향보다 덜 효과적임을 보인다.

예 5 - 만곡된 렌즈들의 제조

만곡된 렌즈들이 표 5의 공정 변수들을 사용하여 예 1의 순서에 따라 제조되었다. 예 5의 2 중량부의 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 39.7중량부 T^Ph _.75M^Vi _0.25, 13.3중량부 T^Ph _.75Q_0.10M^Vi _0.25, 34.8중량부 M^ViD^Ph ₂₂₀M^Vi, 4.3중량부 SiPh₂(OSiMe₂H)₂, 5.9중량부 SiPh(OSiMe₂H)₃, 22ppm 트리페닐 포스핀 억제제, 및 3ppm의 백금 촉매를 포함한다. 예 5는 허용가능한 렌즈들이 실행 1-6 및 9-18의 다양한 성형 공정 변수들에서 조성물들로부터 제조될 수 있음을 보인다. 실행 7과 8은 유기폴리실록산 수지의 열 이력(thermal history)이 성형된 렌즈가 노랗게 변색되게 하므로 허용가능한 렌즈를 만들지 못했다.

예 6 - 만곡된 렌즈들의 제조

만곡된 렌즈들이 표 6의 공정 변수들을 사용하여 예 1의 순서에 따라 제조된다. 예 6의 2중량%의 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 51.5중량부 D^Vi ₁₀D₁₅T^Ph ₇₅, 10중량부 M^ViD^Ph2, 10중량부 M^Vi ₃T^Ph, 28.4중량부 M^H ₆₀T^Ph ₄₀, 0.013중량부의 백금 촉매, 및 화학식 (HC≡C--C(Me)₂--O)₃SiMe의 0.10중량% 억제제를 포함한다. 예 6은 양호한 만곡된 렌즈들이 다양한 성형 공정 조건들에서 조성물로부터 제조될 수 있음을 보인다.

예 7 -만곡된 렌즈들의 제조

만곡된 렌즈들이 표 7의 공정 변수들을 사용하여 예 1의 순서에 따라 제조된다. 예 7의 2 중량%의 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 39.7중량부 T^Ph _.75M^Vi _0.25, 15.3중량부 T^Ph _.75Q_0.10M^Vi _0.25, 34.8중량부 M^ViD^Ph ₂₂₀M^Vi, 4.3중량부 SiPh₂(OSiMe₂H)₂, 5.9중량부 SiPh(OSiMe₂H)₃, 22ppm 트리페닐 포스핀 억제제, 및 3ppm 백금 촉매를 포함한다. 예 7은 양호한 만곡된 렌즈들이 다양한 성형 공정 조건들에서 조성물로부터 제조될 수 있음을 보인다.

예 8 - 프레넬 렌즈들의 제조

프레넬 렌즈들이 도 1의 사출성형 장비와 프레넬 렌즈 주형을 사용하여 본 발명의 공정에 따라 제조된다. 주형은 표 8의 온도(℃)로 가열된다. 2 중량%의 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물이 정적 믹서(104)를 통해 압출기(105)로 공급되고 일정 량의 결과적인 경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물이 조립체(110)에 공급된다. 이 경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 예 6과 동일하다.

경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 여러 단계들에서 주형 공동(201)들에 사출된다. 각 단계에서 사출 압력(psi), 사출 속도(초당 입방 인치, cins) 및 사출 체적(cin)이 표 8에 도시되어 있다. 사출 중에 적용되는 배압(psi)과 스크류 속도(분당 피트, fpm)도 표 8에 도시되어 있다.

그 다음에 조성물은 표 8에 도시한 시간 동안 압력에서 주형에 유지된다. 유지 단계 1의 출발 압력(표 8에 도시함)은 유지 단계 1의 시간 동안 유지 단계 2의 압력으로 점진적으로 감소된다. 그 다음에 조성물은 유지 단계 2의 조건 하에 유지된다. 그 다음에, 조성물은 그 결과인 형상이 주형으로부터 제거하기 충분하게 경 화될 때까지 표 8에 도시한 시간 동안 경화된다. 그 다음에, 렌즈들이 주형에서 제거된다. 만곡된 렌즈들의 시각적 평가가 표 8에 기록되어 있다. 예 8은 예 8에 사용된 조성물을 너무 오래 또는 너무 높은 온도에서 경화시키면 성형된 렌즈가 얇거나 취성이 되게 하거나, 또는 주형에서 제거하기 다소 어렵게 할 수 있음을 보이지만, 허용할 수 있는 만곡된 렌즈들이 예 8의 공정 조건들에서 만들어졌다.

예 9 - 프레넬 렌즈들의 제조

프레넬 렌즈들이 표 9의 공정 변수들을 사용하여 예 8의 순서에 따라 제조된다. 예 9는 허용가능한 프레넬 렌즈들이 성형 공정 변수들을 수정하여 이 장비 및 이 경화가능한 실리콘 포장재 조성물로 만들어질 수 있음을 보인다. 비교 실행 1 내지 8은 과충전없이 주형을 완전히 채우고 플래시(flash)를 갖는 성형된 렌즈를 얻기 위해 이러한 공정 변수들에 더 많은 량이 필요함을 보인다. 실행 9 내지 15는 허용가능한 렌즈를 생산한다.

예 10 - 주형 공동에 주형 이형제를 도포하는 효과

만곡된 렌즈들이 공정의 시작시 주형 공동들의 표면에 주형 이형제가 도포되는 점을 제외하고 예 1의 공정에 따라 제조된다. 주형 이형제는 테플론® 스프레이이다. 경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물은 51중량부 D^Vi ₁₀D₁₅T^Ph ₇₅, 10중량부 M^ViT^Ph2, 10중량부 M^Vi ₃T^Ph, 28.4중량부 M^H ₆₀T^Ph ₄₀, 0.5중량부의 M[D^Ph,MeD]₃M, 0.013중량부의 백금 촉매, 및 0.10중량부 (HC≡C--C(Me)₂--O)₃SiMe억제제를 포함한다. 성형 공 정 변수들과 결과들이 표 10에 있다.

예 11 - 추가-경화가능한 유기폴리실록산 수지 조성물에 주형 이형제 추가시의 효과

테플론® 스프레이가 제거되고 25℃에서 100 내지 150cps의 점도를 갖는 0.5%의 트리메틸실록시 말단(terminated) (디메틸실록산/페닐메틸실록산) 공중합체가 조성물에 첨가되는 것을 제외하고 예 10이 반복된다. 예 10 및 11은 내부 주형 이형제가 예 10의 조성물에 첨가되기 전에, 33 내지 100%의 만곡된 렌즈가 주형으로부터 제거될 때 주형 이형제가 주형 공동에 도포되어도 균열될 수 있음을 보인다. 그러나 내부 주형 이형제가 추가될 때, 15 성형 사이클 후, 탈착이 더 쉬워지고, 25 사이클 후 균열이 0으로 감소될 수 있다. 이론에 한정되고자 하는 것은 아니지만, 이 예에 사용된 내부 주형 이형제가 시간에 걸쳐 주형을 조절하는 것으로 생각된다.

예 12 및 13 - 추가 경화 가능한 유기폴리실록산 수지 조성물에 주형 이형제 추가시의 효과

예 13에서 테플론® 스프레이가 제거되고 주형 이형제가 조성물에 첨가되는 점을 제외하고 예 10 및 11이 반복된다. 예 12에 사용되는 조성물은 51.5중량부 D^Vi ₁₀D₁₅T^Ph ₇₅, 10중량부 M^ViT^Ph2, 10중량부 M^Vi ₃T^Ph, 28.4중량부 M^H ₆₀T^Ph ₄₀, 0.013중량부의 백금 촉매, 및 0.10중량% (HC≡C--C(Me)₂--O)₃SiMe 억제제를 포함하고; 예 13에 사 용되는 조성물은 51중량부 D^Vi ₁₀D₁₅T^Ph ₇₅, 10중량부 M^ViT^Ph2, 10중량부 M^Vi ₃T^Ph, 28.4중량부 M^H ₆₀T^Ph ₄₀, 0.5중량부 HO[Si(Ph,Me)O]_4-7H, 0.013중량부의 백금 촉매, 및 0.1중량부 (HC≡C--C(Me)₂--O)₃SiMe 억제제를 포함한다.

예 12 및 13의 각각의 실행에 사용된 공정 변수들은 하기와 같다: 성형 온도 150℃, 양 0.345 cin, 배압 -150psi, 스크류 속도 25, 사출 단계 1 압력/속도/체적=3000/0.6/0.16, 사출 단계 2 압력/속도/체적=2500/0.1/0.09, 유지 단계 1 압력/시간=2500/10, 유지 단계 2 압력/시간= 1200/10, 및 30초의 경화 시간. 표 12 및 13은 각각 예 12, 13의 결과들을 나타낸다. 이론에 구속되고자 하는 것은 아니지만, 예 13의 내부 주형 이형제는 시간에 걸쳐 주형을 조절하는 것으로 생각된다.

예 14 - 주형 이형제 없음

예 12는 조성물이 51.5중량부 D^Vi ₁₀D₁₅T^Ph ₇₅, 10중량부 M^ViT^Ph2, 10중량부 M^Vi ₃T^Ph, 28.4중량부 M^H ₆₀T^Ph ₄₀, 0.013중량부의 백금 촉매, 및 0.10 중량부 (HC≡C--C(Me)₂--O)₃SiMe 억제제를 포함하는 것을 제외하고 반복된다.

예 15 - 노랗게 변색

상술한 바와 같고 성분(A), (B), (C), (D), 및 (E)를 포함하는 실리콘 조성물이 제조 및 경화되었다. 비교를 위해 베이어(Bayer)사의 PC와 지온 케미컬즈(Zeon Chemicals)의 상표명 토파즈(TOPAZ)®의 시클로 올레핀 공중합체(COC)가 경화되었다. 열 변색(thermal discoloration)은 ASTM D1544에 따라 가드너 색수로 시각적으로 측정되었다. 실리콘과 PC 샘플들은 5mm 두께 후판이었다. COC 샘플들은 렌즈들이었다. 결과들이 표 14에 있다.

예 16 ~ 17

이 예들에서, M^Vi ₂D^Ph,Me _cc가 디메틸, 비닐 실록시-종료된 메틸, 페닐 실록산이고, 점도는 500 내지 50,000 cST범위이고 하첨자 cc는 50 내지 500 범위일 수 있다. 대안적으로, 점도는 2,000 내지 25,000 cST범위이고 cc는 100 내지 250 범위일 수 있다. M^Vi _0.25T^Ph _0.75는 45중량부 톨루엔과 55중량부 비닐-종료된 페닐실세스퀴옥산 수지의 용액이다. 수지는 고체이다. M^H _0.6T^Ph _0.4는 98중량부 수소-종결 페닐실세퀴옥산과 2중량부의 페닐트리스(디메틸수소실록시)실란의 혼합물이고 점도는 1 내지 100mPa·s 범위이다. 주형 이형제는 화학식

의 히드록시 말단 메틸, 페닐 폴리실록산이고, 여기서 p는 3 내지 10 범위의 정수이고, pt는 38 중량부 테트라메틸디비닐디실록산과 62중량부 백금과 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산의 합성물이다. Etch는 1-에티닐-1-시클로헥사놀이다. 억제제는 메틸(트리스(1,1-디메틸-2-프로피닐옥시))실란이다.

예 16 - 억제제의 효과

샘플이 하기의 성분들을 혼합하여 만들어졌다: 54 중량부 M^Vi _0.25T^Ph _0.75, 24중량부 M^Vi ₂D^Ph,Me _cc, 21중량부 M^H _0.6T^Ph _0.4, 1중량부 주형 이형제, 2중량부 Pt, 및 750ppm Etch. 샘플은 1.8mm 두께 시편을 형성하기 위해 200℃로 가열되어 경화되었다. 시편들은 14일까지 200℃에서 에이징되었고, 400nm에서 %투과율이 다양한 시간에서 측정되었다. 그 결과들이 표 B에 있다.

예 17 - 억제제의 효과

샘플이 하기의 성분들을 혼합하여 만들어졌다: 54 중량부 M^Vi _0.25T^Ph _0.75, 24중량부 M^Vi ₂D^Ph,Me _cc, 21중량부 M^H _0.6T^Ph _0.4, 1중량부 주형 이형제, 2중량부 Pt, 및 250ppm 억제제. 샘플은 1.8mm 두께 시편을 형성하기 위해 200℃로 가열되어 경화되었다. 시편들은 14일까지 200℃에서 에이징되었고, 400nm에서 %투과율이 다양한 시간에서 측정되었다. 그 결과들이 표 B에 있다.

예 17과 예 16은 성분 (A),(B),(C),(D),(E), 및 (F)를 포함하는 상술한 실리콘 조성물이 14일 동안 200℃로 가열된 후 400nm 파장에서 1.8mm 두께에서 95% 이상의 광학적 투명도를 갖는 경화된 실리콘 수지를 만드는데 사용될 수 있음을 보인다. 예 16은 1-에티닐-1-시클로헥사놀과 같은 하이드로실릴화 경화가능한 실리콘 조성물을 위한 종래의 유기 아세틸렌 알콜 억제제들이 14일 동안 200℃로 가열된 후 400nm 파장에서 1.8mm 두께에서 95% 이상의 광학적 투명도를 갖는 경화된 실리 콘 수지를 만드는데 부적절할 수 있음을 보인다.

실리콘 조성물들은 광통로 및 LED 패키지들과 같은 광학 장치들의 제조에 유용하다. 이러한 조성물을 경화시켜 만들어진 실리콘 캡슐제캡슐제 경화된 실리콘 수지는 LED 패키지들의 개선된 광 투과율, 향상된 신뢰성, 및 수명 증가의 이점들을 제공할 수 있다. 실리콘 포장재들은 LED 응용예들의 온도 및 습도 저항에서 에폭시 포장재들에 비해 우수한 성능을 보일 수 있다. 실리콘 조성물들과 공정들은 원통형, 직사각형, 단순 볼록 렌즈, 패턴을 갖는 렌즈, 텍스츄어링된 표면, 돔, 및 캡(cap)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 기하학적 형상을 갖는 경화된 실리콘 수지를 만드는데 사용될 수 있다. 광학 장치 응용예들에서 포장재들은 성형(사출 또는 이송) 또는 주조 공정에 의해 사전-제조될 수 있다. 대안적으로, 강성 또는 가요성 기판상의 '오버몰딩' 또는 "인서트 몰딩"으로 불리는 광학 장치 조립체 상에 성형하는 공정도 상술한 실리콘 조성물을 사용하여 수행될 수도 있다. 상술한 광통로는 내부 반사에 의해 광원으로부터 화면으로 빛을 전달하는데 사용될 수 있다. 이러한 응용예들에는 디스플레이용 백라이트 유닛, 차량 조명, 및 메시지 보드 응용예들이 포함된다.

NA는 해당 없음을 의미한다.

SB는 렌즈에 작은 기포가 존재함을 의미한다.

IF는 주형이 완전히 채워지지 않았음을 의미한다(불완전 충전).

B는 렌즈에 기포가 존재함을 의미한다.

G는 우수한 렌즈가 제조됨을 의미한다.

A/H는 렌즈에 공기가 들어있고 탁함을 의미한다.

G는 우수한 렌즈 형태를 의미한다.

VG는 매우 우수한 렌즈 형태를 의미한다.

LB는 렌즈의 큰 기포 형태를 의미한다.

Claims

조성물의 경화된 생성물을 포함하는 광통로(lightguide)에 있어서,

(A) 분자당 평균적으로 2개 이상의 지방족 불포화 유기 그룹과 하나 이상의 방향족 그룹을 갖는 폴리디오르가노실록산과,

(B) 분자당 평균적으로 하나 이상의 지방족 불포화 유기 그룹과 하나 이상의 방향족 그룹을 갖는 분기된 유기폴리실록산과,

(C) 분자당 평균적으로 적어도 2개의 실리콘-결합된 수소 원자와 하나 이상의 방향족 그룹을 갖는 폴리오르가노수소실록산과,

(D) 하이드로실릴화(hydrosilylation) 촉매를

포함하고;

상기 광통로는 50 이상의 경도계 쇼어 A에 의해 측정되는 경도를 가지고, 광통로는 1.40 이상의 굴절률을 갖는, 광통로.
제 1항에 있어서, 성분(A)는 화학식 R¹ ₃SiO-(R² ₂SiO)_a-SiR¹ ₃을 갖고, 여기서 각각의 R¹과 각각의 R²는 지방족 불포화 유기 그룹들, 방향족 그룹들 및 방향족이 없고 불포화 지방족이 없는 치환된 및 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹들로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, 하첨자 a는 평균적으로 R¹및/또는 R²중 둘 이상이 불포화 유기 그룹이고 R¹및/또는 R²중 하나 이상이 방향족 그룹이라는 가정하에 25℃에서 10 내지 1,000,000mPa·s 범위의 점도를 갖는 성분(A)를 제공하는데 충분한 값을 갖는 정수인, 광통로.
제 1항에 있어서, 성분(B)는 단위 화학식 (R³SiO_3/2)_b(R³ ₂SiO_2/2)_c(R³ ₃SiO_1/2)_d(SiO_4/2)_e(XO_1/2)_f를 갖고, 여기서 각각의 R³은 지방족 불포화 유기 그룹들, 방향족 그룹들, 및 방향족이 없고 불포화 지방족이 없는 치환된 및 치환되지 않은 일가 탄화수소 그룹으로 구성되는 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, 평균적으로 분자당, R³ 중 하나 이상이 지방족 불포화 유기 그룹이고 하나 이상의 R³가 방향족 그룹이고; X는 수소 원자 또는 일가 탄화수소 그룹이고; b는 양의 수이고; c는 0 또는 양의 수이고; d는 0 또는 양의 수이고; e는 0 또는 양의 수이고; f는 0 또는 양의 수이고; c/b는 0 내지 10의 범위의 수이고; d/b는 0 내지 0.5 범위의 수이고; e/(b+c+d+e)는 0 내지 0.3 범위의 수이고; f/(b+c+d+e)는 0 내지 0.4 범위의 수인, 광통로.
제 1항에 있어서, 성분(C)는 단위 화학식 (R⁵SiO_3/2)_h(R⁵ ₂SiO_2/2)_i(R⁵ ₃SiO_1/2)_j(SiO_4/2)_k(XO)_m의 분기된 폴리오르가노수소실록산을 포 함하고, 여기서 X는 수소 원자 또는 일가 탄화수소 그룹이고; 각각의 R⁵는 독립적으로 수소 원자, 방향족 그룹, 또는 방향족이 없고 불포화 지방족이 없는 일가의 치환 또는 치환되지 않은 탄화수소 그룹이고, 평균적으로 R⁵의 분자당 둘 이상이 수소 원자이고, 평균적으로 R⁵의 분자당 하나 이상이 방향족 그룹이고; h는 양의 수이고; i는 0 또는 양의 수이고; j는 0 또는 양의 수이고; k는 0 또는 양의 수이고; m은 0 또는 양의 수이고; i/h는 0 내지 10 범위의 값을 갖고; j/h는 0 내지 5 범위의 값을 갖고; k/(h+i+j+k)는 0 내지 0.3 범위의 값을 갖고; m/(h+i+j+k)는 0 내지 0.4 범위의 값을 갖는, 광통로.
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장치로서,

a) 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 광통로와,

b) 상기 광통로의 입구에 커플링된 광원과,

c) 상기 광통로의 출구에 커플링된 유기 광학 장치를

포함하는, 장치.
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