発光ダイオードを製造する方法
【課題】高い屈折率、良好な熱安定性、透明性を有し、並びにその未硬化状態で（一時的な溶媒（ｆｕｇｉｔｉｖｅ ｓｏｌｖｅｎｔ）の添加の必要なしに）液体であって、半導体発光ダイオードダイの大量生産を容易にする液体硬化性材料を用いて半導体発光ダイオードダイを製造する方法。
【解決手段】１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示し、かつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体により、面を有する半導体発光ダイオードダイで、半導体発光ダイオードダイは面から光を放射するものであり、半導体発光ダイオードダイを硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、並びに、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて、光学エレメントを形成し、光学エレメントの少なくとも一部分が面の近傍にあること。
【解決手段】１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示し、かつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体により、面を有する半導体発光ダイオードダイで、半導体発光ダイオードダイは面から光を放射するものであり、半導体発光ダイオードダイを硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、並びに、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて、光学エレメントを形成し、光学エレメントの少なくとも一部分が面の近傍にあること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスは典型的には、光学的に透明でかつ熱的に安定な材料によって封止されるＬＥＤダイを含む。この封止材料は概して以下の３つの機能の少なくとも１つに役立つ：すなわち、（１）それは発光ダイオードをデバイスへ組み込むのを容易にする；（２）それは発光ダイオードの脆い配線に対する保護を提供する；並びに（３）それは高屈折率のダイと低屈折率の空気との間の屈折率的中間物として挙動する。あるＬＥＤデバイスにおいては、あらかじめ成形されたプラスチックレンズもしくはガラスレンズが、ＬＥＤダイが搭載されるパッケージに固定されるかまたは結合される。次いで、ＬＥＤダイとプラスチックレンズ（または、ガラスレンズ）との間の空洞に硬化性液体封止材料が注入され、その後硬化されて、ＬＥＤダイを完全に密封する。
よって、高屈折率ポリマーは発光ダイオードデバイス用途における使用のためのレンズおよび封止材料として興味深い。例えば、ＬＥＤデバイスの製造においては、製造者は可視領域において高い透明度で、高屈折率（すなわち、約１．６０以上の屈折率）で、および何万もの操作時間にわたって優れた熱安定性の光学ポリマーを望んでいる。高屈折率材料の使用は、同じ駆動電流でＬＥＤダイからの光取り出し効率（ｌｉｇｈｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を著しく向上させることができ、よってＬＥＤデバイスをよりエネルギー効率的にする。さらに、ＬＥＤデバイス産業は液体プレポリマーを使用し、次いで、これはそのデバイスの大部分がすでに組立てられた後で所定の場所で硬化される。よって、この硬化性ポリマーシステムは最小限の収縮を示さなければならず、かつこの組立てられたデバイスに害を与えない条件下で硬化可能でなければならない。
【０００３】
ＬＥＤダイを封止するのに従来使用されてきた材料には、エポキシ樹脂およびシリコーンが挙げられる。従来のエポキシ樹脂は紫外光へのまたは高温条件への長期にわたる曝露後に、劣った光安定性を示す傾向がある（すなわち、それらは時間の経過と共に黄変する傾向がある）。この黄変は時間の経過によるＬＥＤデバイスからの光出力の低下をもたらす。一方、従来のシリコーンはかなり良好な熱および光安定性を示す。その結果、シリコーンはＬＥＤデバイスにおける使用のために優勢な封止材となってきている。しかし、従来のシリコーン封止材は１．４１〜１．５７（５５０ｎｍで測定）の範囲の屈折率を示す。さらに、未硬化状態での流動性のような他の鍵となる性能特性を悪化させることなく、約１．６より高い屈折率（５５０ｎｍで測定）を達成するのは困難であることが証明された。
【０００４】
液体プレポリマーの１つのグループがコーナー（Ｃｏｎｎｅｒ）らによって米国特許出願公開第２００９／００３９３１３号に開示されている。コーナーらは、式Ｉ
【化１】
を有する（チオ）フェノキシフェニルフェニルシランを含む（チオ）フェノキシフェニルフェニルシラン組成物を開示する：式中、Ｐｈ１は置換基としてＰｈ２−Ｑ−、−Ｓｉ（Ｐｈ３）（ＯＲ）２および４つの水素原子を有するフェニル環であり；Ｐｈ２−Ｑは、Ｐｈ２がフェニルでありかつＱが酸素原子、硫黄原子およびこの組み合わせから選択される（チオ）フェノキシ基であり；Ｐｈ２−ＱはＰｈ１フェニル環上でＳｉ原子に対してオルト−、メタ−もしくはパラ−の位置にあり；Ｐｈ３はフェニルであり；並びにＲは独立して水素原子、Ｃ１−１０炭化水素基およびこの組み合わせから選択され；Ｃ１−１０炭化水素基は独立して、線状、分岐もしくは環式Ｃ１−１０アルキル、フェニル、置換フェニル、アリールアルキルおよびこの組み合わせから選択される。
【０００５】
半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイが、例えば、固体照明、航空照明、自動車照明（例えば、ブレーキランプ、方向変換シグナルおよび指示器）並びに信号機をはじめとする様々な用途におけるこれまでに増大している用途を見いだしているので、改良された製造方法、特にそれらを製造するための大量生産方法についての継続した必要性が存在している。その結果、インライン成形プロセスを使用してＬＥＤダイ上に硬化性液体封止材料を直接成形する傾向が増大している。これらインライン成形プロセスにおいては、硬化性液体封止材料は、ＬＥＤダイを収容する型の空洞（ｍｏｌｄ ｃａｖｉｔｙ）内に注入されもしくは入れられて（または、ＬＥＤダイがその中に浸漬されて）、次いで、この封止材料を硬化させ、この封止材料はＬＥＤダイを封止すると共に、ＬＥＤダイから出る光を形作るためのレンズを形成する。このインライン成形プロセスはＬＥＤデバイスへのレンズの予備製造および組立をなくする。その結果、このようなインライン成形プロセスは、ＬＥＤデバイスの、さらなるコスト効果的な大量生産を約束する。
【０００６】
インライン成形プロセスはバーシン（Ｂａｓｉｎ）らによって米国特許第７，３４４，９０２号に開示されている。バーシンらは支持構造上に搭載されている１以上のＬＥＤダイが、この支持構造上のＬＥＤダイの位置に対応したくぼみを有する型を用いて正しい位置に置かれ；この型の中のくぼみが液体で光学的に透明な材料で満たされ、この材料は硬化されて固化したレンズ材料を形成するオーバーモールディング（ｏｖｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）プロセスを開示する。バーシンらは、各ＬＥＤダイが関連するくぼみ内の液体レンズ材料内に存在するようにこの型およびＬＥＤダイ支持構造が一緒にされることをさらに開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００３９３１３号明細書
【特許文献２】米国特許第７，３４４，９０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それにもかかわらず、高い屈折率、良好な熱安定性、透明性を有し、並びにその未硬化状態で（一時的な溶媒（ｆｕｇｉｔｉｖｅ ｓｏｌｖｅｎｔ）の添加の必要なしに）液体であって、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイの大量生産を容易にする液体硬化性材料を用いて半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイを製造する改良された方法についての必要性が依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１０】
本発明は、また、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記空洞を満たし；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１１】
本発明は、また、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記空洞を満たし；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬され；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１２】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；前記空洞内に前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬され；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１３】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；前記空洞内に前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬され；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止し；コンポーネントレンズ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｌｅｎｓ）を提供し；並びに、前記コンポーネントレンズを前記光学エレメントに結合する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１４】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供すること；を含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；複数の個々の半導体発光ダイオードダイを有する支持構造を提供し、各半導体発光ダイオードダイは面を有し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；少なくとも１つの空洞を有する型を提供し；前記少なくとも１つの空洞を前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で満たし；前記少なくとも１つの空洞内に収容された前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に、前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイがそれぞれ少なくとも部分的に浸漬されるように、前記支持構造および前記型が配置され；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイを封止し、かつ前記少なくとも１つの光学エレメントの少なくとも一部分がそれぞれの個々の半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、例えば、自動車ヘッドライトアセンブリおよびディスプレイにおける使用のための、複数の個々の半導体発光ダイオードダイを収容するように設計されたマニホルドの製造を容易にする。本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、個々の半導体発光ダイオードの大量生産も容易にする。すなわち、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化の際に、この型はアセンブリから分離されることができ、そして基体上で硬化した硬化性ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体によって封止された複数の個々の半導体発光ダイオードダイは複数の個々の半導体発光ダイオードダイに、または複数の個々の半導体発光ダイオードダイを収容する複数のマニホルドにダイス切断される（ｄｉｃｅｄ）ことができる。
【００１６】
本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、一時的な溶媒を最小限しか添加せず（４重量％未満、好ましくは２．５重量％未満）または全く添加することなしに（すなわち、ニート）室温および圧力で液体形態を維持しつつ、部分的には高ＴｉＯ２添加量（全固形分基準で２０モル％以上）によって可能にされる高屈折率（＞１．６１）を驚くべきことに示す、硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体内に半導体発光ダイオードダイが少なくとも部分的に封止された閉じた型を用いる半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造を容易にするように設計される。一時的な溶媒材料の組み込みは結果的に、硬化の際のガス排気および望ましくない泡形成をもたらす傾向があるのでこれは重要である。このような泡形成は典型的には形成される半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）についての性能特性の望ましくない損失を生じさせる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は周知の方法を用いて硬化可能である。好ましくは、使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は（好ましくは、１００〜２００℃で１０〜１２０分間の加熱によって）熱硬化可能である。
【００１８】
本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定して５ｎｍ未満（好ましくは≦３ｎｍ）の平均ドメインサイズを有するＴｉＯ２ドメインを有するポリシロキサンプレポリマーを含み（好ましくは、このプレポリマーから本質的になり）；前記ポリシロキサンプレポリマーが平均組成式：
【化２】
を有し、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され（好ましくは、Ｒ１およびＲ３は両方ともフェニル基である）；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり、このフェノキシフェニル基はケイ素に結合されて、３種の異なる異性体、すなわち、オルト−フェノキシフェニルシラン基、メタ−フェノキシフェニルシラン基またはパラ−フェノキシフェニルシラン基のうちの少なくとも１種を形成しており；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基（好ましくは、Ｃ１−５アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびフェニル基；より好ましくはＣ１−５アルキル基およびフェニル基；最も好ましくはメチル基およびフェニル基）から選択され；各Ｒ５は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基、Ｃ６−１０アリール基およびフェノキシフェニル基（好ましくは、Ｃ１−５アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基、フェニル基およびフェノキシフェニル基；より好ましくはＣ１−５アルキル基、フェニル基およびフェノキシフェニル基；最も好ましくは、メチル基、フェニル基およびフェノキシフェニル基）から選択され；各Ｚは独立してヒドロキシル基およびＣ１−１０アルコキシ基（好ましくは、ヒドロキシル基およびＣ１−４アルコキシ基；より好ましくは、ヒドロキシル基およびＣ１−２アルコキシ基）から選択され；０≦ａ≦０．００５であり；０．８４９５≦ｂ≦０．９９９５であり（好ましくは、０．９≦ｂ≦０．９９９５であり；より好ましくは、０．９≦ｂ≦０．９９９２であり；最も好ましくは、０．９５≦ｂ≦０．９９９２である）；０．０００５≦ｃ≦０．１０であり（好ましくは、０．０００８≦ｃ≦０．１０であり；より好ましくは、０．００１≦ｃ≦０．０６であり；最も好ましくは、０．００１≦ｃ≦０．０２である）；０＜ｄ≦０．１５であり（好ましくは、０＜ｄ≦０．０９９であり；より好ましくは、０＜ｄ≦０．０４であり；最も好ましくは、０．０００５≦ｄ≦０．０２である）；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が（全固形分基準で）２０〜６０モル％（好ましくは２０〜５８モル％；より好ましくは３０〜５８モル％；最も好ましくは５０〜５８モル％）のＴｉＯ２を含み；各ｘは独立して０、１および２から選択され（すなわち、プレポリマーに含まれる各Ｒ５ｘＺｙＳｉＯ（４−ｘ−ｙ）／２基について、ｘは同じであって良く、または異なっていてよい）；各ｙは独立して１、２および３から選択され（すなわち、プレポリマーに含まれる各Ｒ５ｘＺｙＳｉＯ（４−ｘ−ｙ）／２基について、ｙは同じであって良く、または異なっていてよい）；ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が室温および大気圧で液体である。好ましくは、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は１．６１より大きく１．７以下、より好ましくは１．６３〜１．６６、最も好ましくは１．６４〜１．６６の屈折率を示す。好ましくは、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、実施例において説明される条件下で測定して、６００，０００Ｐａ＊ｓ未満、より好ましくは４〜１００，０００Ｐａ＊ｓ、最も好ましくは４〜２０，０００Ｐａ＊ｓの粘度を示す。好ましくは、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は熱硬化可能であり、場合によっては触媒の添加を伴う。
【００１９】
（ｆ）における硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の形成は、エタノール、メタノール、イソプロパノールおよび水のような副生成物の形成ももたらす。これら副生成物は、（ｇ）において硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体から有利に除去される。好ましくは、これら副生成物は（ｇ）において、蒸留および回転エバポレーション（ｒｏｔｏ−ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）の少なくとも一方によって、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体から除去される。場合によっては、これら副生成物の除去を助けるために抽出溶媒が使用されうる。抽出溶媒の例には、Ｃ５−１２線状、分岐および環式アルカン（例えば、ヘキサン、ヘプタンおよびシクロヘキサン）；エーテル（例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジエーテルエーテルおよびエチレングリコールジメチルエーテル）；ケトン（例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンおよびシクロヘキサノン）；エステル（例えば、酢酸ブチル、乳酸エチルおよびプロピレングリコールメチルエーテルアセタート）；ハロゲン化溶媒（例えば、トリクロロエタン、ブロモベンゼンおよびクロロベンゼン）；シリコーン溶媒（例えば、オクタメチルシクロテトラシロキサンおよびデカメチルシクロペンタシロキサン）；並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２０】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用されるＤ単位は下記式を有する：
【化３】
式中、各Ｒ６は独立して水素およびＣ１−４アルキル基から選択される（より好ましくは、各Ｒ６はメチル基である）。
【００２１】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用されるＴ単位は下記式を有する：
【化４】
式中、各Ｒ７は独立して水素およびＣ１−４アルキル基から選択される（より好ましくは、各Ｒ７はメチル基である）。
【００２２】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用される酸はブレンステッド酸（例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、クエン酸、塩酸、硫酸およびリン酸）から選択される。より好ましくは、使用されるこの酸は酢酸および塩酸から選択される。最も好ましくは、使用されるこの酸は塩酸である。
【００２３】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用される有機チタナートは、式（Ｒ１０Ｏ）ｅＴｉｆＯ（ｆ−１）、（式中、各Ｒ１０は独立してＣ１−２０アルキル基、Ｃ６−１０アリール基、Ｃ７−２０アルキルアリール基およびＣ７−２０アリールアルキル基から選択され；ｆは１、２、３、４および５から選択され；並びに、ｅ＝２＊（ｆ＋１）である）に従う有機チタナートから選択される。より好ましくは、有機チタナートはテトラエチルチタナート、テトライソプロピルチタナート、テトラ−ｎ−プロピルチタナート、テトラ−ｎ−ブチルチタナート、テトライソオクチルチタナート、テトライソステアロイルチタナート、テトラオクチレングリコールチタナート、エトキシビス（ペンタン−２，４−ジオナト−０，０’）プロパン−２−オラト）チタニウム、およびチタンテトラブタノラートポリマーから選択される。最も好ましくは、使用される有機チタナートはチタンテトラブタノラートポリマー（例えば、デュポンから入手可能なタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰ）である。
【００２４】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は９５重量％以上（より好ましくは９８重量％以上）の純度を有する。好ましくは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の純度を上げるために、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用される原料は精製される。使用される原料は、例えば、蒸留、クロマトグラフィ、溶媒抽出、膜分離および他の周知の精製プロセスによって精製されうる。
【００２５】
場合によっては、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、不活性希釈剤、反応性希釈剤、ヒンダードアミン光安定化剤（ＨＡＬＳ）、潤滑添加剤、殺菌剤、難燃剤、コントラスト向上剤（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｒ）、ＵＶ安定化剤、光安定化剤、界面活性剤、接着調節剤、レオロジー調節剤、蛍光体、吸収染料、蛍光染料、電気もしくは熱伝導性添加剤、キレート化もしくは金属イオン封鎖剤、酸スカベンジャー、塩基スカベンジャー、金属不動態化剤および金属強化剤（ｍｅｔａｌ ｆｏｒｔｉｆｉｅｒ）からなる群から選択される添加剤をさらに含む。
【００２６】
本発明の、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位（好ましくは８４．９５〜９９．９５モル％、より好ましくは９０〜９９．９５モル％、さらにより好ましくは９０〜９９．９２モル％、最も好ましくは９５〜９９．９２モル％のＤ単位）、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位（好ましくは０．０５〜１０モル％、より好ましくは０．０８〜１０モル％、さらにより好ましくは０．１〜６モル％、最も好ましくは０．１〜２モル％のＴ単位）、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位（好ましくは、０〜０．５モル％のＭ単位）、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位（好ましくは０〜１５モル％、より好ましくは０〜９．９モル％、さらにより好ましくは０〜４モル％、最も好ましくは０．０５〜２モル％のＱ単位）を一緒にし；ここで、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され、好ましくはＲ１およびＲ３は両方ともフェニル基であり；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり、このフェノキシフェニル基はケイ素に結合されて、３種の異なる異性体、すなわち、オルト−フェノキシフェニルシラン基、メタ−フェノキシフェニルシラン基またはパラ−フェノキシフェニルシラン基のうちの少なくとも１種を形成しており；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基（好ましくは、Ｃ１−５アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびフェニル基；より好ましくはＣ１−５アルキル基およびフェニル基；最も好ましくはメチル基およびフェニル基）から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基（好ましくは水素およびＣ１−５アルキル基；より好ましくは水素およびメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択される；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコール（好ましくは、Ｃ１−８アルキルヒドロキシド、より好ましくはメタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノールから選択されるアルコール）の混和性混合物中の酸（好ましくは、鉱酸；より好ましくは、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、フッ化水素酸および臭化水素酸から選択される鉱酸；さらにより好ましくは、塩酸、硝酸および硫酸から選択される鉱酸；最も好ましくは塩酸）を（好ましくは、滴下添加によって；より好ましくは、温度を０〜８０℃に維持しながらの滴下添加によって；最も好ましくは、温度を１５〜７０℃に維持しながらの滴下添加によって）添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を（好ましくは、０〜８０℃の温度で前記反応混合物を維持しつつ；より好ましくは、１５〜７０℃の温度で前記反応混合物を維持しつつ）反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に（好ましくは、滴下添加によって；より好ましくは、温度を３０〜１００℃に維持しながらの滴下添加によって；最も好ましくは、温度を７０℃に維持しながらの滴下添加によって）添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を（好ましくは、滴下添加によって；より好ましくは、温度を３０〜１００℃に維持しながらの滴下添加によって；最も好ましくは、温度を７０℃に維持しながらの滴下添加によって）添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して（好ましくは、前記（ｅ）の生成物は６０℃以上の温度に、より好ましくは６０〜１５０℃に加熱されて）、それを反応させて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を形成し；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は全固形分基準で２０〜６０モル％のＴｉＯ２を含み、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は１．６１より大きく１．７以下（好ましくは１．６３〜１．６６、より好ましくは１．６４〜１．６６）の屈折率を示し、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は室温および圧力で液体であり（好ましくは、実施例において説明される条件下で測定して、６００，０００Ｐａ＊ｓ未満、より好ましくは４〜１００，０００Ｐａ＊ｓ、最も好ましくは４〜２０，０００Ｐａ＊ｓの粘度を示す）、並びに、好ましくは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は熱硬化可能である（場合によっては触媒の添加を伴う）；ことを含む硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；ことを含む。
【００２７】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、空洞を有する型を提供し；硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記空洞を満たし；前記空洞内で半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する（好ましくは、前記光学エレメントを形成するための硬化の前に、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬される）；ことをさらに含む。好ましくは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体から形成される光学エレメントはインテグラルレンズ（ｉｎｔｅｇｒａｌ ｌｅｎｓ）である。
【００２８】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、コンポーネントレンズ（すなわち、当該硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体以外の材料から形成されるレンズ）を提供し；並びに、前記コンポーネントレンズを光学エレメントと一緒にすることをさらに含む。コンポーネントレンズは硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化と同時に光学エレメントに硬化されることができる。例えば、コンポーネントレンズは型の一部分を形成していて良い。コンポーネントレンズは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化の後で（例えば、機械的コネクタまたは光学的に透明な接着剤を用いて）、光学エレメントと一緒にされていても良い。
【００２９】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、空洞を有する型を提供し；半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；前記空洞内に硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて（好ましくは、１００〜２００℃で１０〜１２０分間加熱することによって前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて）光学エレメントを形成し；前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことをさらに含む。好ましくは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、硬化されると、個々の半導体発光ダイオードダイを封止すると共に、ダイから取り出される光を方向付けするように設計されたレンズとして機能する。
【００３０】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、コンポーネントレンズを提供し；並びに、（例えば、機械的コネクタまたは光学的に透明な接着剤を用いて）前記コンポーネントレンズを光学エレメントと一緒にすることをさらに含む。好ましくは、コンポーネントレンズは製造される半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）の光取り出しまたは方向付け（ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ）特性を向上させるように設計されうる。好ましくは、コンポーネントレンズは当該技術分野において周知の技術（例えば、リン光物質の使用）を用いて生じる発光ダイオード（ＬＥＤ）から取り出される光の波長を変えるように設計されうる。
【００３１】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、少なくとも１つの空洞を有する型を提供し（好ましくは、複数の個々の半導体発光ダイオードダイと対応した複数の空洞を有する型を提供し）；硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記少なくとも１つの空洞を満たし（好ましくは、複数の空洞を満たし）；半導体発光ダイオードダイを提供することが、複数の個々の半導体発光ダイオードダイを有する支持構造を提供し、各半導体発光ダイオードダイは面を有し、各半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記少なくとも１つの空洞内に収容された前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に、前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイがそれぞれ少なくとも部分的に浸漬されるように、前記支持構造および前記型が配置され；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化は少なくとも１つの光学エレメントを形成し；並びに、前記少なくとも１つの光学エレメントの少なくとも一部分が、それぞれの個々の半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある；ことをさらに含む。好ましくは、硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、複数の個々の半導体発光ダイオードダイに対応する複数の光学エレメントを形成し、および複数の光学エレメントの１つは各半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある。２以上の半導体発光ダイオードダイの前記面は、形成される複数の光学エレメントのそれぞれ１つの近傍にあることができる。硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を用いて形成されるレンズは単純なレンズまたは複合レンズ（例えば、フレネルレンズおよび非球面レンズ）であり得る。好ましくは、硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体はレンズアレイ（好ましくは、アレイにおける各レンズは複数の個々の半導体発光ダイオードダイ１つづつに対応する）を形成する。
【００３２】
好ましくは、型は、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を少なくとも１つの空洞内に注入するのを容易にする複数のフィードチャンネルをさらに含む。好ましくは、型は、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を型における複数の空洞内に注入するのを容易にする複数のフィードチャンネルをさらに含む。
【００３３】
ここで、本発明のいくつかの実施形態が以下の実施例において詳細に説明される。
【実施例】
【００３４】
下記構造式
【化５】
を有するシロキサンモノマーは以下の実施例においては「ＰＯＰ」と称される。以下の実施例において使用されるこのＰＯＰモノマーは実施例１に記載される基本的な手順に従って製造された。
【００３５】
下記構造式
【化６】
を有するシロキサンモノマーは以下の実施例においてＰＴＭＳと称され、これはゲレスト（Ｇｅｌｅｓｔ）インコーポレーティドから市販されている。
【００３６】
実施例１：ＰＯＰモノマー製造
５００ｍＬシュレンクフラスコにジエチルエーテル（４００ｍＬ）、マグネシウム金属粉体（３．３ｇ、１３５ｍｍｏｌ）およびヨウ化メチル（０．１ｍＬ）を入れた。次いで、このフラスコにさらに４−ブロモジフェニルエーテル（３２．１６１ｇ、１２９ｍｍｏｌ）を入れて、この反応混合物を４時間攪拌した。次いで、このフラスコにフェニルトリメトキシシラン（２５．６０１ｇ、１２９ｍｍｏｌ）を添加して、次いで内容物をさらに１時間攪拌した。次いで、このフラスコの内容物を１Ｌ分離漏斗に移し、この物質を４００ｍＬの蒸留水で２回洗浄した。エーテル層を集め、減圧下で揮発性物質を除去した。ショートパス蒸留によって、粗生成物の純度が、９７％以上の純度を有する生成物ＰＯＰモノマーにさらに精製された。この生成物ＰＯＰモノマーは５００ｐｐｍ以下しかフェノキシフェニルハライドを含んでいなかった。
【００３７】
比較例Ａおよび実施例２〜４
硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造
以下の一般的な手順を用いて、表１に示される具体的な量を用いて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が製造された。具体的には、表１に示された量のＰＯＰおよびＰＴＭＳが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の１３．２ｇのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、５．０ｇのメタノール、１．０ｇの水および０．１６ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。８．８ｇのＰＧＭＥＡおよび１ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表１に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介してこのフラスコに滴下添加された。次いで、水（０．１ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（４．４ｇ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。次いで、揮発性物質はショートパス蒸留カラムでフラスコから蒸留除去された。次いで、回転エバポレーションによって、その後、６０℃で高真空（２５ｍＴｏｒｒ）の吸引によってこのフラスコ内容物から揮発性物質がさらに除去された。次いで、この生成物である、実施例２〜４の光学的に透明な硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体がこのフラスコから回収された。なお、比較例Ａに記載される反応は、乳白色２層混合物を生じさせ、これはコロイドＴｉＯ２粒子の形成および凝集を示す。
【００３８】
【表１】
ζシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の合計モル数を基準にする。
дタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）および両方のシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の全合計モル数を基準にする。
【００３９】
比較例Ｂおよび実施例５〜８
硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造
以下の一般的な手順を用いて、表２に示される具体的な量を用いて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が製造された。具体的には、表２に示された量のＰＯＰおよびＰＴＭＳが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の６．６ｇのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、２．５ｇのメタノール、０．５ｇの水および０．０８ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。４．４ｇのＰＧＭＥＡおよび０．５ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表２に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、このフラスコに、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介して滴下添加された。次いで、水（０．０５ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（２．２ｇ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。次いで、揮発性物質はショートパス蒸留カラムを用いてフラスコから蒸留除去された。次いで、回転エバポレーションによって、その後６０℃で高真空（２５ｍＴｏｒｒ）の吸引によってこのフラスコ内容物から揮発性物質がさらに除去された。次いで、この生成物である光学的に透明な硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体がこのフラスコから回収された。
【００４０】
【表２】
ζシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の合計モル数を基準にする。
дタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）および両方のシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の全合計モル数を基準にする。
【００４１】
実施例９〜１２：硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造
以下の一般的な手順を用いて、表３に示される具体的な量を用いて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が製造された。具体的には、表３に示された量のＰＯＰおよびＰＴＭＳが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の１５ｍＬのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、５ｇのメタノール、１ｇの水および０．１６ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。１０ｍＬのＰＧＭＥＡおよび１ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表３に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、このフラスコに、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介して滴下添加された。次いで、水（０．１ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（５ｍＬ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。次いで、６０℃で高真空下で、回転エバポレーションによって、このフラスコ内容物から揮発性物質がさらに除去された。次いで、生成物である光学的に透明な硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体がこのフラスコから回収された。
【００４２】
【表３】
Ｔ４．７μＬのＰＴＭＳ材料がこの溶液に添加され、その量は約０．００３５ｇのそのモノマーを含んでいた。
ζシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の合計モル数を基準にする。
дタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）および両方のシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）全合計モル数を基準にする。
【００４３】
比較例Ｃ〜Ｄ
以下の一般的な手順を用いて、表４に示される具体的な量を用いて、組成物が製造された。具体的には、表４に示された量のＰＯＰモノマーが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の６．６ｇのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、２．５ｇのメタノール、０．５ｇの水および０．０８ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。４．４ｇのＰＧＭＥＡおよび０．５ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表４に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介してこのフラスコに滴下添加された。次いで、水（０．０５ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（２．２ｇ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。比較例ＣおよびＤのそれぞれにおいて得られた生成物は乳白色で完全に不透明であり、これはコロイドＴｉＯ２粒子の形成および凝集を示す。
【００４４】
【表４】
дＰＯＰのモル数およびタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）を基準にする。
【００４５】
比較例Ｅ：一工程製造
６．６グラムのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に溶解されたＰＯＰ（２．９ｇ）およびＰＴＭＳ（０．０９ｇ）、並びに４．４ｇのＰＧＭＥＡおよび０．５ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解されたタイザーＢＴＰ（０．７２ｇ）が１００ｍＬの丸底フラスコに入れられた。次いで、このフラスコに、２．５ｇのメタノール、０．５ｇの水および０．０８ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。得られた生成物は乳白色で完全に不透明であり、これはコロイドＴｉＯ２粒子の形成および凝集を示す。
【００４６】
比較例ＶＡおよびＶＣ〜ＶＥ、並びに実施例Ｖ２〜Ｖ１１
以下の一般的手順を使用し、レオメトリックサイエンティフィックインコーポレーティド（デラウェア州、ニューカッスルの現ＴＡインスツルメンツ）により製造されたレオメトリクスメカニカルスペクトロメーター（ＲＭＳ−８００）を用いて、比較例ＡおよびＣ〜Ｅ、並びに実施例２〜１１からの生成物のそれぞれの粘度が比較例ＶＡおよびＶＣ〜ＶＥ、並びに実施例Ｖ２〜Ｖ１１においてそれぞれ評価された。具体的には、各例において、８ｍｍ直径の２枚のアルミニウム平行プレートの間に試験されるべき材料のサンプルがロードされ挟まれた。このレオメータ固定具およびプレートは６０℃に予備加熱され、この温度で１５分間平衡化され、その後プレート間の隙間をゼロに設定した。次いで、１００Ｐａ・ｓより大きい粘度を有する液体サンプルについては、サンプルロードを容易にするために平行プレートの温度が９０℃に上げられた。サンプル材料を下部プレート上にロードした後で、そのオーブンが６０℃に冷却されるまでこの装置はホールド（ＨＯＬＤ）の状態で置いておかれた。次いで、このサンプル隙間は０．５ｍｍに調節された。隙間設定中に平行プレートの端から出てきた下部プレート上にロードされた余分なサンプルはへらを用いて除去された。温度が平衡に到達したら（約１５分後）、次いで、このサンプル隙間は装置マイクロメーターから記録された。次いで、動的周波数掃引が１００ｒａｄ／ｓから０．１ｒａｄ／ｓまで、線形粘弾性範囲内の歪みレベルで開始された。この複素剪断粘度は周波数の関数として記録された。６０℃および１０ｒａｄ／ｓでの粘度データは、各サンプル材料が流動する相対的容易さを示すために表５に報告される。
【００４７】
【表５】
【００４８】
比較例ＲＢおよび実施例Ｒ２〜Ｒ１２：屈折率
比較例Ｂおよび実施例２〜１２からの生成物の屈折率が、ナトリウムＤ線で、アタゴデジタル屈折計（モデル：ＲＸ−７０００α）を用いて、それぞれ比較例ＲＢおよび実施例Ｒ２〜Ｒ１２における目視観察によって決定された。結果は表６に報告される。
【００４９】
【表６】
【００５０】
実施例Ｓ３
実施例３に従って製造された硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体における平均ＴｉＯ２ドメインサイズは、ブルカー（Ｂｒｕｋｅｒ）ＸＦｌａｓｈ（登録商標）５０３０ＳＤＤシリコンドリフトエネルギー分散型ｘ線検出器を備えた、２００ｋｅＶで操作するＪＥＯＬ２０１０Ｆ電界放射型走査型電子顕微鏡を用いて、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって約３ｎｍであると決定された。
【００５１】
実施例Ｓ９
実施例９に従って製造された硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体における平均ＴｉＯ２ドメインサイズは、１００ｋＶ加速電圧で操作するＪＥＯＬ ＪＥＭ１２３０透過型電子顕微鏡を用いて、−７０℃で明るいフィールド像を撮るためにガタン（Ｇａｔａｎ）７９１およびガタン７９４デジタルカメラを使用し、そしてその像をアドビフォトショップ７．０を用いて後加工して、５ｎｍ未満であると決定された。
【００５２】
実施例Ｃ９〜Ｃ１２
実施例Ｃ９〜Ｃ１２においては、実施例９〜１２のそれぞれに従って製造された硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体のサンプルは、それぞれ、熱で硬化させられた。実施例Ｃ９〜Ｃ１２のそれぞれにおいては、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体材料のサンプルは１２０℃で設定された対流オーブン内に１時間にわたって置いておかれた。実施例Ｃ９〜Ｃ１２のそれぞれにおいては、対流オーブン内での熱処理の後で、当初液体複合体材料は完全に硬化して剛性固体となった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスは典型的には、光学的に透明でかつ熱的に安定な材料によって封止されるＬＥＤダイを含む。この封止材料は概して以下の３つの機能の少なくとも１つに役立つ：すなわち、（１）それは発光ダイオードをデバイスへ組み込むのを容易にする；（２）それは発光ダイオードの脆い配線に対する保護を提供する；並びに（３）それは高屈折率のダイと低屈折率の空気との間の屈折率的中間物として挙動する。あるＬＥＤデバイスにおいては、あらかじめ成形されたプラスチックレンズもしくはガラスレンズが、ＬＥＤダイが搭載されるパッケージに固定されるかまたは結合される。次いで、ＬＥＤダイとプラスチックレンズ（または、ガラスレンズ）との間の空洞に硬化性液体封止材料が注入され、その後硬化されて、ＬＥＤダイを完全に密封する。
よって、高屈折率ポリマーは発光ダイオードデバイス用途における使用のためのレンズおよび封止材料として興味深い。例えば、ＬＥＤデバイスの製造においては、製造者は可視領域において高い透明度で、高屈折率（すなわち、約１．６０以上の屈折率）で、および何万もの操作時間にわたって優れた熱安定性の光学ポリマーを望んでいる。高屈折率材料の使用は、同じ駆動電流でＬＥＤダイからの光取り出し効率（ｌｉｇｈｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を著しく向上させることができ、よってＬＥＤデバイスをよりエネルギー効率的にする。さらに、ＬＥＤデバイス産業は液体プレポリマーを使用し、次いで、これはそのデバイスの大部分がすでに組立てられた後で所定の場所で硬化される。よって、この硬化性ポリマーシステムは最小限の収縮を示さなければならず、かつこの組立てられたデバイスに害を与えない条件下で硬化可能でなければならない。
【０００３】
ＬＥＤダイを封止するのに従来使用されてきた材料には、エポキシ樹脂およびシリコーンが挙げられる。従来のエポキシ樹脂は紫外光へのまたは高温条件への長期にわたる曝露後に、劣った光安定性を示す傾向がある（すなわち、それらは時間の経過と共に黄変する傾向がある）。この黄変は時間の経過によるＬＥＤデバイスからの光出力の低下をもたらす。一方、従来のシリコーンはかなり良好な熱および光安定性を示す。その結果、シリコーンはＬＥＤデバイスにおける使用のために優勢な封止材となってきている。しかし、従来のシリコーン封止材は１．４１〜１．５７（５５０ｎｍで測定）の範囲の屈折率を示す。さらに、未硬化状態での流動性のような他の鍵となる性能特性を悪化させることなく、約１．６より高い屈折率（５５０ｎｍで測定）を達成するのは困難であることが証明された。
【０００４】
液体プレポリマーの１つのグループがコーナー（Ｃｏｎｎｅｒ）らによって米国特許出願公開第２００９／００３９３１３号に開示されている。コーナーらは、式Ｉ
【化１】
を有する（チオ）フェノキシフェニルフェニルシランを含む（チオ）フェノキシフェニルフェニルシラン組成物を開示する：式中、Ｐｈ１は置換基としてＰｈ２−Ｑ−、−Ｓｉ（Ｐｈ３）（ＯＲ）２および４つの水素原子を有するフェニル環であり；Ｐｈ２−Ｑは、Ｐｈ２がフェニルでありかつＱが酸素原子、硫黄原子およびこの組み合わせから選択される（チオ）フェノキシ基であり；Ｐｈ２−ＱはＰｈ１フェニル環上でＳｉ原子に対してオルト−、メタ−もしくはパラ−の位置にあり；Ｐｈ３はフェニルであり；並びにＲは独立して水素原子、Ｃ１−１０炭化水素基およびこの組み合わせから選択され；Ｃ１−１０炭化水素基は独立して、線状、分岐もしくは環式Ｃ１−１０アルキル、フェニル、置換フェニル、アリールアルキルおよびこの組み合わせから選択される。
【０００５】
半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイが、例えば、固体照明、航空照明、自動車照明（例えば、ブレーキランプ、方向変換シグナルおよび指示器）並びに信号機をはじめとする様々な用途におけるこれまでに増大している用途を見いだしているので、改良された製造方法、特にそれらを製造するための大量生産方法についての継続した必要性が存在している。その結果、インライン成形プロセスを使用してＬＥＤダイ上に硬化性液体封止材料を直接成形する傾向が増大している。これらインライン成形プロセスにおいては、硬化性液体封止材料は、ＬＥＤダイを収容する型の空洞（ｍｏｌｄ ｃａｖｉｔｙ）内に注入されもしくは入れられて（または、ＬＥＤダイがその中に浸漬されて）、次いで、この封止材料を硬化させ、この封止材料はＬＥＤダイを封止すると共に、ＬＥＤダイから出る光を形作るためのレンズを形成する。このインライン成形プロセスはＬＥＤデバイスへのレンズの予備製造および組立をなくする。その結果、このようなインライン成形プロセスは、ＬＥＤデバイスの、さらなるコスト効果的な大量生産を約束する。
【０００６】
インライン成形プロセスはバーシン（Ｂａｓｉｎ）らによって米国特許第７，３４４，９０２号に開示されている。バーシンらは支持構造上に搭載されている１以上のＬＥＤダイが、この支持構造上のＬＥＤダイの位置に対応したくぼみを有する型を用いて正しい位置に置かれ；この型の中のくぼみが液体で光学的に透明な材料で満たされ、この材料は硬化されて固化したレンズ材料を形成するオーバーモールディング（ｏｖｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）プロセスを開示する。バーシンらは、各ＬＥＤダイが関連するくぼみ内の液体レンズ材料内に存在するようにこの型およびＬＥＤダイ支持構造が一緒にされることをさらに開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００３９３１３号明細書
【特許文献２】米国特許第７，３４４，９０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それにもかかわらず、高い屈折率、良好な熱安定性、透明性を有し、並びにその未硬化状態で（一時的な溶媒（ｆｕｇｉｔｉｖｅ ｓｏｌｖｅｎｔ）の添加の必要なしに）液体であって、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイの大量生産を容易にする液体硬化性材料を用いて半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイを製造する改良された方法についての必要性が依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１０】
本発明は、また、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記空洞を満たし；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１１】
本発明は、また、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記空洞を満たし；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬され；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１２】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；前記空洞内に前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬され；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１３】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；空洞を有する型を提供し；前記半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；前記空洞内に前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬され；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止し；コンポーネントレンズ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｌｅｎｓ）を提供し；並びに、前記コンポーネントレンズを前記光学エレメントに結合する；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【００１４】
本発明は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位を一緒にし（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供すること；を含んで、１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示しかつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；複数の個々の半導体発光ダイオードダイを有する支持構造を提供し、各半導体発光ダイオードダイは面を有し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；少なくとも１つの空洞を有する型を提供し；前記少なくとも１つの空洞を前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で満たし；前記少なくとも１つの空洞内に収容された前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に、前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイがそれぞれ少なくとも部分的に浸漬されるように、前記支持構造および前記型が配置され；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントが前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイを封止し、かつ前記少なくとも１つの光学エレメントの少なくとも一部分がそれぞれの個々の半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある；ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、例えば、自動車ヘッドライトアセンブリおよびディスプレイにおける使用のための、複数の個々の半導体発光ダイオードダイを収容するように設計されたマニホルドの製造を容易にする。本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、個々の半導体発光ダイオードの大量生産も容易にする。すなわち、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化の際に、この型はアセンブリから分離されることができ、そして基体上で硬化した硬化性ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体によって封止された複数の個々の半導体発光ダイオードダイは複数の個々の半導体発光ダイオードダイに、または複数の個々の半導体発光ダイオードダイを収容する複数のマニホルドにダイス切断される（ｄｉｃｅｄ）ことができる。
【００１６】
本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、一時的な溶媒を最小限しか添加せず（４重量％未満、好ましくは２．５重量％未満）または全く添加することなしに（すなわち、ニート）室温および圧力で液体形態を維持しつつ、部分的には高ＴｉＯ２添加量（全固形分基準で２０モル％以上）によって可能にされる高屈折率（＞１．６１）を驚くべきことに示す、硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体内に半導体発光ダイオードダイが少なくとも部分的に封止された閉じた型を用いる半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造を容易にするように設計される。一時的な溶媒材料の組み込みは結果的に、硬化の際のガス排気および望ましくない泡形成をもたらす傾向があるのでこれは重要である。このような泡形成は典型的には形成される半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）についての性能特性の望ましくない損失を生じさせる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は周知の方法を用いて硬化可能である。好ましくは、使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は（好ましくは、１００〜２００℃で１０〜１２０分間の加熱によって）熱硬化可能である。
【００１８】
本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定して５ｎｍ未満（好ましくは≦３ｎｍ）の平均ドメインサイズを有するＴｉＯ２ドメインを有するポリシロキサンプレポリマーを含み（好ましくは、このプレポリマーから本質的になり）；前記ポリシロキサンプレポリマーが平均組成式：
【化２】
を有し、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され（好ましくは、Ｒ１およびＲ３は両方ともフェニル基である）；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり、このフェノキシフェニル基はケイ素に結合されて、３種の異なる異性体、すなわち、オルト−フェノキシフェニルシラン基、メタ−フェノキシフェニルシラン基またはパラ−フェノキシフェニルシラン基のうちの少なくとも１種を形成しており；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基（好ましくは、Ｃ１−５アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびフェニル基；より好ましくはＣ１−５アルキル基およびフェニル基；最も好ましくはメチル基およびフェニル基）から選択され；各Ｒ５は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基、Ｃ６−１０アリール基およびフェノキシフェニル基（好ましくは、Ｃ１−５アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基、フェニル基およびフェノキシフェニル基；より好ましくはＣ１−５アルキル基、フェニル基およびフェノキシフェニル基；最も好ましくは、メチル基、フェニル基およびフェノキシフェニル基）から選択され；各Ｚは独立してヒドロキシル基およびＣ１−１０アルコキシ基（好ましくは、ヒドロキシル基およびＣ１−４アルコキシ基；より好ましくは、ヒドロキシル基およびＣ１−２アルコキシ基）から選択され；０≦ａ≦０．００５であり；０．８４９５≦ｂ≦０．９９９５であり（好ましくは、０．９≦ｂ≦０．９９９５であり；より好ましくは、０．９≦ｂ≦０．９９９２であり；最も好ましくは、０．９５≦ｂ≦０．９９９２である）；０．０００５≦ｃ≦０．１０であり（好ましくは、０．０００８≦ｃ≦０．１０であり；より好ましくは、０．００１≦ｃ≦０．０６であり；最も好ましくは、０．００１≦ｃ≦０．０２である）；０＜ｄ≦０．１５であり（好ましくは、０＜ｄ≦０．０９９であり；より好ましくは、０＜ｄ≦０．０４であり；最も好ましくは、０．０００５≦ｄ≦０．０２である）；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が（全固形分基準で）２０〜６０モル％（好ましくは２０〜５８モル％；より好ましくは３０〜５８モル％；最も好ましくは５０〜５８モル％）のＴｉＯ２を含み；各ｘは独立して０、１および２から選択され（すなわち、プレポリマーに含まれる各Ｒ５ｘＺｙＳｉＯ（４−ｘ−ｙ）／２基について、ｘは同じであって良く、または異なっていてよい）；各ｙは独立して１、２および３から選択され（すなわち、プレポリマーに含まれる各Ｒ５ｘＺｙＳｉＯ（４−ｘ−ｙ）／２基について、ｙは同じであって良く、または異なっていてよい）；ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が室温および大気圧で液体である。好ましくは、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は１．６１より大きく１．７以下、より好ましくは１．６３〜１．６６、最も好ましくは１．６４〜１．６６の屈折率を示す。好ましくは、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、実施例において説明される条件下で測定して、６００，０００Ｐａ＊ｓ未満、より好ましくは４〜１００，０００Ｐａ＊ｓ、最も好ましくは４〜２０，０００Ｐａ＊ｓの粘度を示す。好ましくは、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は熱硬化可能であり、場合によっては触媒の添加を伴う。
【００１９】
（ｆ）における硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の形成は、エタノール、メタノール、イソプロパノールおよび水のような副生成物の形成ももたらす。これら副生成物は、（ｇ）において硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体から有利に除去される。好ましくは、これら副生成物は（ｇ）において、蒸留および回転エバポレーション（ｒｏｔｏ−ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）の少なくとも一方によって、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体から除去される。場合によっては、これら副生成物の除去を助けるために抽出溶媒が使用されうる。抽出溶媒の例には、Ｃ５−１２線状、分岐および環式アルカン（例えば、ヘキサン、ヘプタンおよびシクロヘキサン）；エーテル（例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジエーテルエーテルおよびエチレングリコールジメチルエーテル）；ケトン（例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンおよびシクロヘキサノン）；エステル（例えば、酢酸ブチル、乳酸エチルおよびプロピレングリコールメチルエーテルアセタート）；ハロゲン化溶媒（例えば、トリクロロエタン、ブロモベンゼンおよびクロロベンゼン）；シリコーン溶媒（例えば、オクタメチルシクロテトラシロキサンおよびデカメチルシクロペンタシロキサン）；並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２０】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用されるＤ単位は下記式を有する：
【化３】
式中、各Ｒ６は独立して水素およびＣ１−４アルキル基から選択される（より好ましくは、各Ｒ６はメチル基である）。
【００２１】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用されるＴ単位は下記式を有する：
【化４】
式中、各Ｒ７は独立して水素およびＣ１−４アルキル基から選択される（より好ましくは、各Ｒ７はメチル基である）。
【００２２】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用される酸はブレンステッド酸（例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、クエン酸、塩酸、硫酸およびリン酸）から選択される。より好ましくは、使用されるこの酸は酢酸および塩酸から選択される。最も好ましくは、使用されるこの酸は塩酸である。
【００２３】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用される有機チタナートは、式（Ｒ１０Ｏ）ｅＴｉｆＯ（ｆ−１）、（式中、各Ｒ１０は独立してＣ１−２０アルキル基、Ｃ６−１０アリール基、Ｃ７−２０アルキルアリール基およびＣ７−２０アリールアルキル基から選択され；ｆは１、２、３、４および５から選択され；並びに、ｅ＝２＊（ｆ＋１）である）に従う有機チタナートから選択される。より好ましくは、有機チタナートはテトラエチルチタナート、テトライソプロピルチタナート、テトラ−ｎ−プロピルチタナート、テトラ−ｎ−ブチルチタナート、テトライソオクチルチタナート、テトライソステアロイルチタナート、テトラオクチレングリコールチタナート、エトキシビス（ペンタン−２，４−ジオナト−０，０’）プロパン−２−オラト）チタニウム、およびチタンテトラブタノラートポリマーから選択される。最も好ましくは、使用される有機チタナートはチタンテトラブタノラートポリマー（例えば、デュポンから入手可能なタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰ）である。
【００２４】
好ましくは、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は９５重量％以上（より好ましくは９８重量％以上）の純度を有する。好ましくは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の純度を上げるために、本発明の方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造に使用される原料は精製される。使用される原料は、例えば、蒸留、クロマトグラフィ、溶媒抽出、膜分離および他の周知の精製プロセスによって精製されうる。
【００２５】
場合によっては、本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法に使用される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、不活性希釈剤、反応性希釈剤、ヒンダードアミン光安定化剤（ＨＡＬＳ）、潤滑添加剤、殺菌剤、難燃剤、コントラスト向上剤（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｒ）、ＵＶ安定化剤、光安定化剤、界面活性剤、接着調節剤、レオロジー調節剤、蛍光体、吸収染料、蛍光染料、電気もしくは熱伝導性添加剤、キレート化もしくは金属イオン封鎖剤、酸スカベンジャー、塩基スカベンジャー、金属不動態化剤および金属強化剤（ｍｅｔａｌ ｆｏｒｔｉｆｉｅｒ）からなる群から選択される添加剤をさらに含む。
【００２６】
本発明の、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、（ａ）非プロトン性溶媒中で（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位（好ましくは８４．９５〜９９．９５モル％、より好ましくは９０〜９９．９５モル％、さらにより好ましくは９０〜９９．９２モル％、最も好ましくは９５〜９９．９２モル％のＤ単位）、（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位（好ましくは０．０５〜１０モル％、より好ましくは０．０８〜１０モル％、さらにより好ましくは０．１〜６モル％、最も好ましくは０．１〜２モル％のＴ単位）、（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位（好ましくは、０〜０．５モル％のＭ単位）、および（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位（好ましくは０〜１５モル％、より好ましくは０〜９．９モル％、さらにより好ましくは０〜４モル％、最も好ましくは０．０５〜２モル％のＱ単位）を一緒にし；ここで、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され、好ましくはＲ１およびＲ３は両方ともフェニル基であり；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり、このフェノキシフェニル基はケイ素に結合されて、３種の異なる異性体、すなわち、オルト−フェノキシフェニルシラン基、メタ−フェノキシフェニルシラン基またはパラ−フェノキシフェニルシラン基のうちの少なくとも１種を形成しており；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基（好ましくは、Ｃ１−５アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびフェニル基；より好ましくはＣ１−５アルキル基およびフェニル基；最も好ましくはメチル基およびフェニル基）から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基（好ましくは水素およびＣ１−５アルキル基；より好ましくは水素およびメチル基；最も好ましくはメチル基）から選択される；（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコール（好ましくは、Ｃ１−８アルキルヒドロキシド、より好ましくはメタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノールから選択されるアルコール）の混和性混合物中の酸（好ましくは、鉱酸；より好ましくは、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、フッ化水素酸および臭化水素酸から選択される鉱酸；さらにより好ましくは、塩酸、硝酸および硫酸から選択される鉱酸；最も好ましくは塩酸）を（好ましくは、滴下添加によって；より好ましくは、温度を０〜８０℃に維持しながらの滴下添加によって；最も好ましくは、温度を１５〜７０℃に維持しながらの滴下添加によって）添加して反応混合物を形成し；（ｃ）前記反応混合物を（好ましくは、０〜８０℃の温度で前記反応混合物を維持しつつ；より好ましくは、１５〜７０℃の温度で前記反応混合物を維持しつつ）反応させ；（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に（好ましくは、滴下添加によって；より好ましくは、温度を３０〜１００℃に維持しながらの滴下添加によって；最も好ましくは、温度を７０℃に維持しながらの滴下添加によって）添加し；（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を（好ましくは、滴下添加によって；より好ましくは、温度を３０〜１００℃に維持しながらの滴下添加によって；最も好ましくは、温度を７０℃に維持しながらの滴下添加によって）添加し；（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して（好ましくは、前記（ｅ）の生成物は６０℃以上の温度に、より好ましくは６０〜１５０℃に加熱されて）、それを反応させて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を形成し；並びに（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は全固形分基準で２０〜６０モル％のＴｉＯ２を含み、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は１．６１より大きく１．７以下（好ましくは１．６３〜１．６６、より好ましくは１．６４〜１．６６）の屈折率を示し、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は室温および圧力で液体であり（好ましくは、実施例において説明される条件下で測定して、６００，０００Ｐａ＊ｓ未満、より好ましくは４〜１００，０００Ｐａ＊ｓ、最も好ましくは４〜２０，０００Ｐａ＊ｓの粘度を示す）、並びに、好ましくは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は熱硬化可能である（場合によっては触媒の添加を伴う）；ことを含む硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに、前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；ことを含む。
【００２７】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、空洞を有する型を提供し；硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記空洞を満たし；前記空洞内で半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する（好ましくは、前記光学エレメントを形成するための硬化の前に、前記半導体発光ダイオードダイは前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に浸漬される）；ことをさらに含む。好ましくは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体から形成される光学エレメントはインテグラルレンズ（ｉｎｔｅｇｒａｌ ｌｅｎｓ）である。
【００２８】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、コンポーネントレンズ（すなわち、当該硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体以外の材料から形成されるレンズ）を提供し；並びに、前記コンポーネントレンズを光学エレメントと一緒にすることをさらに含む。コンポーネントレンズは硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化と同時に光学エレメントに硬化されることができる。例えば、コンポーネントレンズは型の一部分を形成していて良い。コンポーネントレンズは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化の後で（例えば、機械的コネクタまたは光学的に透明な接着剤を用いて）、光学エレメントと一緒にされていても良い。
【００２９】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、空洞を有する型を提供し；半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；前記空洞内に硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて（好ましくは、１００〜２００℃で１０〜１２０分間加熱することによって前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて）光学エレメントを形成し；前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；ことをさらに含む。好ましくは、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、硬化されると、個々の半導体発光ダイオードダイを封止すると共に、ダイから取り出される光を方向付けするように設計されたレンズとして機能する。
【００３０】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、コンポーネントレンズを提供し；並びに、（例えば、機械的コネクタまたは光学的に透明な接着剤を用いて）前記コンポーネントレンズを光学エレメントと一緒にすることをさらに含む。好ましくは、コンポーネントレンズは製造される半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）の光取り出しまたは方向付け（ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ）特性を向上させるように設計されうる。好ましくは、コンポーネントレンズは当該技術分野において周知の技術（例えば、リン光物質の使用）を用いて生じる発光ダイオード（ＬＥＤ）から取り出される光の波長を変えるように設計されうる。
【００３１】
好ましくは、本発明の光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法は、少なくとも１つの空洞を有する型を提供し（好ましくは、複数の個々の半導体発光ダイオードダイと対応した複数の空洞を有する型を提供し）；硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記少なくとも１つの空洞を満たし（好ましくは、複数の空洞を満たし）；半導体発光ダイオードダイを提供することが、複数の個々の半導体発光ダイオードダイを有する支持構造を提供し、各半導体発光ダイオードダイは面を有し、各半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；前記少なくとも１つの空洞内に収容された前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に、前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイがそれぞれ少なくとも部分的に浸漬されるように、前記支持構造および前記型が配置され；前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の硬化は少なくとも１つの光学エレメントを形成し；並びに、前記少なくとも１つの光学エレメントの少なくとも一部分が、それぞれの個々の半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある；ことをさらに含む。好ましくは、硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体は、複数の個々の半導体発光ダイオードダイに対応する複数の光学エレメントを形成し、および複数の光学エレメントの１つは各半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある。２以上の半導体発光ダイオードダイの前記面は、形成される複数の光学エレメントのそれぞれ１つの近傍にあることができる。硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を用いて形成されるレンズは単純なレンズまたは複合レンズ（例えば、フレネルレンズおよび非球面レンズ）であり得る。好ましくは、硬化した硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体はレンズアレイ（好ましくは、アレイにおける各レンズは複数の個々の半導体発光ダイオードダイ１つづつに対応する）を形成する。
【００３２】
好ましくは、型は、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を少なくとも１つの空洞内に注入するのを容易にする複数のフィードチャンネルをさらに含む。好ましくは、型は、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を型における複数の空洞内に注入するのを容易にする複数のフィードチャンネルをさらに含む。
【００３３】
ここで、本発明のいくつかの実施形態が以下の実施例において詳細に説明される。
【実施例】
【００３４】
下記構造式
【化５】
を有するシロキサンモノマーは以下の実施例においては「ＰＯＰ」と称される。以下の実施例において使用されるこのＰＯＰモノマーは実施例１に記載される基本的な手順に従って製造された。
【００３５】
下記構造式
【化６】
を有するシロキサンモノマーは以下の実施例においてＰＴＭＳと称され、これはゲレスト（Ｇｅｌｅｓｔ）インコーポレーティドから市販されている。
【００３６】
実施例１：ＰＯＰモノマー製造
５００ｍＬシュレンクフラスコにジエチルエーテル（４００ｍＬ）、マグネシウム金属粉体（３．３ｇ、１３５ｍｍｏｌ）およびヨウ化メチル（０．１ｍＬ）を入れた。次いで、このフラスコにさらに４−ブロモジフェニルエーテル（３２．１６１ｇ、１２９ｍｍｏｌ）を入れて、この反応混合物を４時間攪拌した。次いで、このフラスコにフェニルトリメトキシシラン（２５．６０１ｇ、１２９ｍｍｏｌ）を添加して、次いで内容物をさらに１時間攪拌した。次いで、このフラスコの内容物を１Ｌ分離漏斗に移し、この物質を４００ｍＬの蒸留水で２回洗浄した。エーテル層を集め、減圧下で揮発性物質を除去した。ショートパス蒸留によって、粗生成物の純度が、９７％以上の純度を有する生成物ＰＯＰモノマーにさらに精製された。この生成物ＰＯＰモノマーは５００ｐｐｍ以下しかフェノキシフェニルハライドを含んでいなかった。
【００３７】
比較例Ａおよび実施例２〜４
硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造
以下の一般的な手順を用いて、表１に示される具体的な量を用いて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が製造された。具体的には、表１に示された量のＰＯＰおよびＰＴＭＳが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の１３．２ｇのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、５．０ｇのメタノール、１．０ｇの水および０．１６ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。８．８ｇのＰＧＭＥＡおよび１ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表１に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介してこのフラスコに滴下添加された。次いで、水（０．１ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（４．４ｇ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。次いで、揮発性物質はショートパス蒸留カラムでフラスコから蒸留除去された。次いで、回転エバポレーションによって、その後、６０℃で高真空（２５ｍＴｏｒｒ）の吸引によってこのフラスコ内容物から揮発性物質がさらに除去された。次いで、この生成物である、実施例２〜４の光学的に透明な硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体がこのフラスコから回収された。なお、比較例Ａに記載される反応は、乳白色２層混合物を生じさせ、これはコロイドＴｉＯ２粒子の形成および凝集を示す。
【００３８】
【表１】
ζシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の合計モル数を基準にする。
дタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）および両方のシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の全合計モル数を基準にする。
【００３９】
比較例Ｂおよび実施例５〜８
硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造
以下の一般的な手順を用いて、表２に示される具体的な量を用いて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が製造された。具体的には、表２に示された量のＰＯＰおよびＰＴＭＳが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の６．６ｇのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、２．５ｇのメタノール、０．５ｇの水および０．０８ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。４．４ｇのＰＧＭＥＡおよび０．５ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表２に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、このフラスコに、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介して滴下添加された。次いで、水（０．０５ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（２．２ｇ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。次いで、揮発性物質はショートパス蒸留カラムを用いてフラスコから蒸留除去された。次いで、回転エバポレーションによって、その後６０℃で高真空（２５ｍＴｏｒｒ）の吸引によってこのフラスコ内容物から揮発性物質がさらに除去された。次いで、この生成物である光学的に透明な硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体がこのフラスコから回収された。
【００４０】
【表２】
ζシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の合計モル数を基準にする。
дタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）および両方のシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の全合計モル数を基準にする。
【００４１】
実施例９〜１２：硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体の製造
以下の一般的な手順を用いて、表３に示される具体的な量を用いて、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が製造された。具体的には、表３に示された量のＰＯＰおよびＰＴＭＳが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の１５ｍＬのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、５ｇのメタノール、１ｇの水および０．１６ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。１０ｍＬのＰＧＭＥＡおよび１ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表３に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、このフラスコに、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介して滴下添加された。次いで、水（０．１ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（５ｍＬ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。次いで、６０℃で高真空下で、回転エバポレーションによって、このフラスコ内容物から揮発性物質がさらに除去された。次いで、生成物である光学的に透明な硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体がこのフラスコから回収された。
【００４２】
【表３】
Ｔ４．７μＬのＰＴＭＳ材料がこの溶液に添加され、その量は約０．００３５ｇのそのモノマーを含んでいた。
ζシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）の合計モル数を基準にする。
дタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）および両方のシロキサンモノマー（ＰＯＰ＋ＰＴＭＳ）全合計モル数を基準にする。
【００４３】
比較例Ｃ〜Ｄ
以下の一般的な手順を用いて、表４に示される具体的な量を用いて、組成物が製造された。具体的には、表４に示された量のＰＯＰモノマーが、１００ｍＬ３ッ口丸底フラスコ内の６．６ｇのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に添加された。次いで、このフラスコに、２．５ｇのメタノール、０．５ｇの水および０．０８ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。４．４ｇのＰＧＭＥＡおよび０．５ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶かされた表４に示される量のチタンテトラブタノラートポリマー（デュポンからタイザー（Ｔｙｚｏｒ（登録商標））ＢＴＰとして入手可能）が、次いで、フラスコ内容物の温度を７０℃に維持しつつ、１時間にわたって添加漏斗を介してこのフラスコに滴下添加された。次いで、水（０．０５ｍＬ）およびＰＧＭＥＡ（２．２ｇ）がこのフラスコに添加された。次いで、このフラスコの内容物が１００℃に加熱され１時間にわたって反応させられた。比較例ＣおよびＤのそれぞれにおいて得られた生成物は乳白色で完全に不透明であり、これはコロイドＴｉＯ２粒子の形成および凝集を示す。
【００４４】
【表４】
дＰＯＰのモル数およびタイザーＢＰＴ組み込みによって導入されたＴｉＯ２相当モル量（すなわち、タイザーＢＰＴの１モルあたり３モルのＴｉＯ２）を基準にする。
【００４５】
比較例Ｅ：一工程製造
６．６グラムのプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）に溶解されたＰＯＰ（２．９ｇ）およびＰＴＭＳ（０．０９ｇ）、並びに４．４ｇのＰＧＭＥＡおよび０．５ｍＬの乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解されたタイザーＢＴＰ（０．７２ｇ）が１００ｍＬの丸底フラスコに入れられた。次いで、このフラスコに、２．５ｇのメタノール、０．５ｇの水および０．０８ｇの濃塩酸（水中３７％、フィッシャーサイエンティフィックより）の溶液が滴下添加された。次いで、フラスコの内容物が７０℃に加熱され、温度プローブおよび還流凝縮器を備えた定温加熱マントルを用いてその温度で１．５時間維持された。得られた生成物は乳白色で完全に不透明であり、これはコロイドＴｉＯ２粒子の形成および凝集を示す。
【００４６】
比較例ＶＡおよびＶＣ〜ＶＥ、並びに実施例Ｖ２〜Ｖ１１
以下の一般的手順を使用し、レオメトリックサイエンティフィックインコーポレーティド（デラウェア州、ニューカッスルの現ＴＡインスツルメンツ）により製造されたレオメトリクスメカニカルスペクトロメーター（ＲＭＳ−８００）を用いて、比較例ＡおよびＣ〜Ｅ、並びに実施例２〜１１からの生成物のそれぞれの粘度が比較例ＶＡおよびＶＣ〜ＶＥ、並びに実施例Ｖ２〜Ｖ１１においてそれぞれ評価された。具体的には、各例において、８ｍｍ直径の２枚のアルミニウム平行プレートの間に試験されるべき材料のサンプルがロードされ挟まれた。このレオメータ固定具およびプレートは６０℃に予備加熱され、この温度で１５分間平衡化され、その後プレート間の隙間をゼロに設定した。次いで、１００Ｐａ・ｓより大きい粘度を有する液体サンプルについては、サンプルロードを容易にするために平行プレートの温度が９０℃に上げられた。サンプル材料を下部プレート上にロードした後で、そのオーブンが６０℃に冷却されるまでこの装置はホールド（ＨＯＬＤ）の状態で置いておかれた。次いで、このサンプル隙間は０．５ｍｍに調節された。隙間設定中に平行プレートの端から出てきた下部プレート上にロードされた余分なサンプルはへらを用いて除去された。温度が平衡に到達したら（約１５分後）、次いで、このサンプル隙間は装置マイクロメーターから記録された。次いで、動的周波数掃引が１００ｒａｄ／ｓから０．１ｒａｄ／ｓまで、線形粘弾性範囲内の歪みレベルで開始された。この複素剪断粘度は周波数の関数として記録された。６０℃および１０ｒａｄ／ｓでの粘度データは、各サンプル材料が流動する相対的容易さを示すために表５に報告される。
【００４７】
【表５】
【００４８】
比較例ＲＢおよび実施例Ｒ２〜Ｒ１２：屈折率
比較例Ｂおよび実施例２〜１２からの生成物の屈折率が、ナトリウムＤ線で、アタゴデジタル屈折計（モデル：ＲＸ−７０００α）を用いて、それぞれ比較例ＲＢおよび実施例Ｒ２〜Ｒ１２における目視観察によって決定された。結果は表６に報告される。
【００４９】
【表６】
【００５０】
実施例Ｓ３
実施例３に従って製造された硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体における平均ＴｉＯ２ドメインサイズは、ブルカー（Ｂｒｕｋｅｒ）ＸＦｌａｓｈ（登録商標）５０３０ＳＤＤシリコンドリフトエネルギー分散型ｘ線検出器を備えた、２００ｋｅＶで操作するＪＥＯＬ２０１０Ｆ電界放射型走査型電子顕微鏡を用いて、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって約３ｎｍであると決定された。
【００５１】
実施例Ｓ９
実施例９に従って製造された硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体における平均ＴｉＯ２ドメインサイズは、１００ｋＶ加速電圧で操作するＪＥＯＬ ＪＥＭ１２３０透過型電子顕微鏡を用いて、−７０℃で明るいフィールド像を撮るためにガタン（Ｇａｔａｎ）７９１およびガタン７９４デジタルカメラを使用し、そしてその像をアドビフォトショップ７．０を用いて後加工して、５ｎｍ未満であると決定された。
【００５２】
実施例Ｃ９〜Ｃ１２
実施例Ｃ９〜Ｃ１２においては、実施例９〜１２のそれぞれに従って製造された硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体のサンプルは、それぞれ、熱で硬化させられた。実施例Ｃ９〜Ｃ１２のそれぞれにおいては、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体材料のサンプルは１２０℃で設定された対流オーブン内に１時間にわたって置いておかれた。実施例Ｃ９〜Ｃ１２のそれぞれにおいては、対流オーブン内での熱処理の後で、当初液体複合体材料は完全に硬化して剛性固体となった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）非プロトン性溶媒中で
（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、
（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、
（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および
（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位
を一緒にし
（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；並びに各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；
（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；
（ｃ）前記反応混合物を反応させ；
（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；
（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；
（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに
（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、
１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示し、かつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；
面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；
前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；
ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法。
【請求項２】
前記（ａ）において非プロトン性溶媒中で、８４．９５〜９９．９５モル％のＤ単位、０．０５〜１０モル％のＴ単位、０〜０．５モル％のＭ単位、および０〜１５モル％のＱ単位が一緒にされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記提供される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が全固形分を基準にして２０〜６０モル％のＴｉＯ２を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
空洞を有する型を提供し；
前記空洞を前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で満たし；
前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；
前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
コンポーネントレンズを提供し；並びに、
前記コンポーネントレンズを前記光学エレメントに結合する
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
空洞を有する型を提供し；
前記半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；
前記空洞内に前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて前記光学エレメントを形成し；
前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
コンポーネントレンズを提供し；並びに、
前記コンポーネントレンズを前記光学エレメントに結合する；
ことをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの空洞を有する型を提供し；
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記少なくとも１つの空洞を満たし；
前記半導体発光ダイオードダイを提供することが、複数の個々の半導体発光ダイオードダイを有する支持構造を提供し、各半導体発光ダイオードダイは面を有し、各半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；
前記少なくとも１つの空洞内に収容された前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に、前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイがそれぞれ少なくとも部分的に浸漬されるように、前記支持構造および前記型が配置され；
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化することが少なくとも１つの光学エレメントを形成し；並びに
前記少なくとも１つの光学エレメントの少なくとも一部分が、それぞれの個々の半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある；
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの光学エレメントがレンズである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を前記少なくとも１つの空洞内に注入するのを容易にする複数のフィードチャンネルを前記型がさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１】
（ａ）非プロトン性溶媒中で
（ｉ）式Ｒ１（Ｒ２）Ｓｉ（ＯＲ６）２を有するＤ単位、
（ｉｉ）式Ｒ３Ｓｉ（ＯＲ７）３を有するＴ単位、
（ｉｉｉ）場合によって、式Ｒ４３ＳｉＯＲ８を有するＭ単位、および
（ｉｖ）場合によって、式Ｓｉ（ＯＲ９）４を有するＱ単位
を一緒にし
（式中、各Ｒ１およびＲ３は独立してＣ６−１０アリール基およびＣ７−２０アルキルアリール基から選択され；各Ｒ２はフェノキシフェニル基であり；各Ｒ４は独立してＣ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択され；並びに各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は独立して水素原子、Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ７−１０アリールアルキル基、Ｃ７−１０アルキルアリール基およびＣ６−１０アリール基から選択される）；
（ｂ）前記（ａ）の一緒にしたものに、水およびアルコールの混和性混合物中の酸を添加して反応混合物を形成し；
（ｃ）前記反応混合物を反応させ；
（ｄ）非プロトン性溶媒中の有機チタナートを前記（ｃ）の反応させられた反応混合物に添加し；
（ｅ）前記（ｄ）の生成物に水を添加し；
（ｆ）前記（ｅ）の生成物を加熱して、それを反応させ；並びに
（ｇ）前記（ｆ）の生成物を精製して、硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供する；ことを含んで、
１．６１より大きく１．７以下の屈折率を示し、かつ室温および大気圧で液体である硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を提供し；
面を有する半導体発光ダイオードダイを提供し、前記半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；
前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；並びに
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて光学エレメントを形成し、前記光学エレメントの少なくとも一部分が前記面の近傍にある；
ことを含む、光学エレメントを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する方法。
【請求項２】
前記（ａ）において非プロトン性溶媒中で、８４．９５〜９９．９５モル％のＤ単位、０．０５〜１０モル％のＴ単位、０〜０．５モル％のＭ単位、および０〜１５モル％のＱ単位が一緒にされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記提供される硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体が全固形分を基準にして２０〜６０モル％のＴｉＯ２を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
空洞を有する型を提供し；
前記空洞を前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で満たし；
前記空洞内で前記半導体発光ダイオードダイを前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体と接触させ；
前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
コンポーネントレンズを提供し；並びに、
前記コンポーネントレンズを前記光学エレメントに結合する
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
空洞を有する型を提供し；
前記半導体発光ダイオードダイを前記空洞内に配置し；
前記空洞内に前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を注入し；
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化させて前記光学エレメントを形成し；
前記光学エレメントが前記半導体発光ダイオードダイを封止する；
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
コンポーネントレンズを提供し；並びに、
前記コンポーネントレンズを前記光学エレメントに結合する；
ことをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの空洞を有する型を提供し；
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体で前記少なくとも１つの空洞を満たし；
前記半導体発光ダイオードダイを提供することが、複数の個々の半導体発光ダイオードダイを有する支持構造を提供し、各半導体発光ダイオードダイは面を有し、各半導体発光ダイオードダイは前記面から光を放射するものであり；
前記少なくとも１つの空洞内に収容された前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体中に、前記複数の個々の半導体発光ダイオードダイがそれぞれ少なくとも部分的に浸漬されるように、前記支持構造および前記型が配置され；
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を硬化することが少なくとも１つの光学エレメントを形成し；並びに
前記少なくとも１つの光学エレメントの少なくとも一部分が、それぞれの個々の半導体発光ダイオードダイの前記面の近傍にある；
ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの光学エレメントがレンズである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記硬化性液体ポリシロキサン／ＴｉＯ２複合体を前記少なくとも１つの空洞内に注入するのを容易にする複数のフィードチャンネルを前記型がさらに含む、請求項８に記載の方法。
【公開番号】特開２０１２−２４４１６９（Ｐ２０１２−２４４１６９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１０５５８８（Ｐ２０１２−１０５５８８）
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【出願人】（５９１０１６８６２）ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． (270)
【出願人】（５０２１４１０５０）ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー (1,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５５８８（Ｐ２０１２−１０５５８８）
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【出願人】（５９１０１６８６２）ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． (270)
【出願人】（５０２１４１０５０）ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー (1,383)
【Ｆターム（参考）】
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