用于led灯的保护性涂层的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容涉及发光二极管（LED)灯和将涂层施用于LED灯脆性外罩的表面上的 方法。更具体而言，本公开内容涉及包括光学清晰透明的涂层的LED灯和由此制作的LED 灯。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)照明系统作为老旧照明系统的替代物正变得更加普及。LED系 统是固态照明（SSL)的一个例子，具有优于传统的照明解决方案，例如，白炽灯和荧光灯的 优点，因为它们使用的能量更少，更耐用，工作时间更长，能够组合于能够受控提供实际上 任何色光的多色阵列中，并一般不含有铅或汞。
[0003] 白炽灯泡（和荧光灯泡）通常由维持防止发光灯丝（例如，钨）氧化的真空或环 境或者维持工作期间的功能的脆性外罩（例如，玻璃）形成。白炽灯泡能够通过将其浸渍 于由过量溶剂（例如，二甲苯）和可固化硅酮橡胶组成的硅酮分散体中并随后除去溶剂而 进行涂覆。其它方法包括最初用基于有机溶剂的硅酮组合物涂覆白炽灯泡，接着除去溶剂 和/或用基于溶剂的硅酮保护层对涂覆的灯泡进行处理。具有保护性涂层的商用白炽灯 泡能够使用需要大量溶剂将硅酮橡胶化合物稀释至容许灯泡涂覆的含高溶剂的溶液的膏 状硅酮橡胶化合物而制成。不幸的是，所需的溶剂如甲苯、二甲苯是危险且易燃的。例如， ElastosilLR3043需要I. 5x的溶剂（二甲苯、甲苯等）以制备用于浸涂的40%固体溶 液。这在引用商业"安全涂层的"灯泡的链接中有提及：http//www.bulbs.corn/Safetv Coated/resultsaspx?No= 20&Ns=PWattage+Sort% 7C1)。尽管各种娃酮涂层组合 物另外已知用于白炽灯灯泡处理而提高其抗破碎性，但是仅对LED灯专门的问题仍然是关 于减少或完全阻止脆性外罩内的组分进入，外罩内使用内部气氛或环境，以及使用基于溶 剂的涂层的显著环境问题。
【发明内容】
[0004] 在第一实施方式中，提供了一种方法，该方法包括：提供具有脆性外罩的LED灯， 该脆性外罩包括贡献于第一光输出（luminousoutput)的第一环境，其中进出（egress intooroutof)外罩提供了不同于第一环境的第二环境，第二环境贡献于LED灯的第二光 输出，第二光输出不同于第一光输出；用涂料涂覆至少一部分脆性外罩，涂层减少或消除进 出外罩；以及减少或防止脆性外罩破裂时的光变化（luminouschange)。
[0005] 在第二实施方式中，提供了一种LED灯。该灯包括：包括以下的LED灯：具有内表 面和外表面的脆性外罩，该脆性外罩结合至带螺纹的金属基座并封装至少一个LED元件和 第一环境，该第一环境不同于该脆性外罩外部的第二环境；和至少部分覆盖该脆性外罩的 内表面和外表面中一个或二者的涂层。
[0006] 在第三实施方式中，提供了一种涂覆LED灯的方法。该方法包括：提供LED灯，该 灯包括：具有内表面和外表面的脆性外罩，该脆性外罩能够结合至带螺纹的金属基座并封 装至少一个LED元件和第一环境，该第一环境不同于该脆性外罩外部的第二环境；可选地， 一种或多种磷光体；和将脆性外罩与涂层组合物接触。
【附图说明】
[0007] 图IA是本公开内容的实施方式中能够使用的LED灯的实施方式的平面视图。
[0008] 图IB是本公开内容的实施方式中图Ia的该LED灯一部分的部分分解图。
[0009] 图2A是图1的LED灯的透视图。
[0010] 图2B是图2A的LED灯的部分分解透视图。
[0011] 图3是图2A的灯的分解透视图。
[0012] 图4A是根据本公开内容适合涂覆的LED灯的一个实施方式的正视图。
[0013] 图4B是图4A的灯的侧视图。
[0014] 图5A是沿图4A的线A-A获得的剖视图。
[0015] 图5B是沿图4B的线B-B获得的剖视图。
[0016] 图6A是本公开内容的实施方式中能够使用的类BR的LED灯的透视图。
[0017] 图6B是本公开内容的实施方式中能够使用的类PAR的LED灯的透视图。
[0018] 图7是根据本公开内容的实施方式的LED灯的剖视图。
[0019] 图8是根据本公开内容的实施方式的涂层组合物的涂层重量与从初始混合起的 时间之间的关系的图示。
[0020] 图9是根据本公开内容的实施方式涂层重量与涂层组合物的涂层组合物粘度的 关系的图不。
[0021] 图10是根据本公开内容的实施方式粘度与从初始混合的时间和涂层组合物粘度 稳定剂重量百分比这二者之间的关系的图示。
[0022] 图11是根据本公开内容的实施方式粘度与从初始混合的时间和涂层组合物粘度 稳定剂重量百分比这二者之间的关系的图示。
[0023] 图12是本文中公开的各个实施方式的放热热流的示差扫描量热（DSC)曲线图。
【具体实施方式】
[0024] 其中，本公开内容提供了具有脆性外罩的LED灯，其在脆性外罩的内表面和外表 面中一个或二者都包括涂层。该涂层被构造为该脆性外罩破裂时防止进出该脆性外罩。该 脆性外罩能够包含贡献于第一光输出的第一环境，其中进出外罩提供了不同于第一环境的 第二环境，第二环境贡献于LED灯的第二光输出，第二光输出不同于第一光输出。因此，在 一个方面中，涂层可以包括或可以是多个相同或不同材料的离散层的部分，减少或消除进 出外罩，其进而减少或防止脆性外罩破裂时的光变化。
[0025] 其中，本公开内容还提供了一种LED灯，包括具有内表面和外表面的脆性外罩，该 脆性外罩结合至带螺纹的金属基座并封装至少一个LED元件和第一环境。在一个方面中， 第一环境不同于脆性外罩外部的第二环境。本文中公开的涂层至少部分覆盖脆性外罩的内 表面和外表面中一个或二者。涂层可以包括多个相同或不同材料的离散层，或可以沉积于 先前沉积于外罩上的一个或多个现有层上或涂层能够由一层或多层（"覆盖层"）至少部 分覆盖。在一个方面中，一个或多个沉积层或覆盖层能够包含一种或多种磷光体、散射体 (diffuser)、镧系氧化物和其它光学材料中的一种或多种。本文中公开的涂层被构造为控 制外罩的一种或多种内容物例如固体、液体、或气体在破裂时进入或离开外罩。
[0026] 其中，本公开内容还提供了本发明公开的涂层的制备和施用方法。因此，提供了用 于LED灯的前体组分和/或可固化涂层。因此，在本公开内容的一个实施方式中，提供了用 于LED灯的前体组分和/或可固化涂层。在一些方面中，前体组分中的一种或多种和/或可 固化涂层具有至少一种适合于物理或化学偶联和/或交联的反应性基团。在另外的实施方 式中，提供了基本上无溶剂的涂层组合物，其适于制作大量具有优良制程宽容度（process latitude)的LED灯的长期保质期。本发明发现无溶剂的娃酮弹性体化合物能够成功地作 为用于玻璃灯泡的保护性涂层应用。不需要溶剂生产具有防碎性能的LED灯。然而，这种 无溶剂硅酮弹性体混合物的粘度在室温迅速增大并在短短几个小时（3至8h)内变得太粘 而不能使用，这使得大规模生产过程变得非常困难、低效率、且成本高。
[0027] 本公开内容进一步提供了稳定无溶剂硅酮弹性体混合物的粘度增大并将工作寿 命（适用期）延长至数天的方法（means)。使用本发明的方法和组合物，无溶剂硅酮弹性体 混合物的质量和性能不会受到损害，例如，随时间粘度迅速增加。这使其非常合乎需要且有 效实施大规模生产LED灯的涂层加工。
[0028] 本公开内容的实施方式现在将更充分地参照附图在下文中描述，其中本公开内容 的实施方式如下所示。然而，本公开内容可以以许多不同形式实施，并不应解释为仅限于本 文中提出的实施方式。相反，提供的这些实施方式使得本公开将彻底而完整，并将相本领域 的技术人员充分传达本权利要求的范围。相同的数字在全文中指代相似的元件。
[0029] 应理解的是，虽然术语第一，第二等可以在本文中用于描述各种元件，这些元件不 应为受限于这些术语。这些术语仅用于元件的相互区分。例如，第一元件能够称为第二元 件，而类似地，第二元件可以称为第一元件，而不偏离本公开内容的范围。正如本文所用的 术语"和/或"包括所列相关条目中一种或多种的任何和所有组合。
[0030] 应当理解的是，当元件例如层，区域或基底称为处于另一元件之"上"或延伸"到" 另一元件之"上"时，它就可以直接在或直接延伸到另一元件之上或也可以存在介于元件之 间。相反，当元件称为"直接处于"或直接延伸至另一元件之"上"，就不存在介于元件之间。 还应当理解的是，当元件称为"连接"或"耦合"至另一元件时，它就能够直接连接或结合至 另一元件或可以存在介于元件之间。相反，当一个元件称为"直接连接"或"直接耦合"至 另一元件时，则不存在介于元件之间。
[0031] 相关术语如"以下"或"以上"或"上部"或"下部"或"水平的"或"垂直的"在本 文中可以用于描述一个元件，层或区域与另一元件，层或区域在图中示出的关系。应当理解 的是，这些术语旨在涵盖器件除了附图中描述的取向的不同取向。
[0032] 本文中所使用的术语仅仅是为了描述具体实施仅方式的目的而并非意在限制本 发明的公开内容。正如本文所使用的单数形式"一"，"一个"和"该"，除非上下文另外明确 指出，也意在包括复数形式。应进一步理解的是，术语"含有"，"由..构成"，"包括"和/或 "包含"当用于本文时，指定所陈述的特征，整数，步骤，操作，元件和/或部件的存在，除非另 有定义，而非排除一种或多种其它特征，整数，步骤，操作，元件，组件和/或其组群的存在 或添加，本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有此本公开所属领域的普通技术 人员通常所理解的相同的意思。应进一步理解的是，本文中使用的术语应解释为具有与本 说明书和相关领域的上下文中相同意义的意义，而除非本文中如此明确定义，不应以理想 化的或过于正式的意义进行i全释。
[0033] 除非另外明确说明，比较性的定量术语，如"更少"和"更多"，意在包括平等的概 念。作为一个例子，"更少"意味着不仅在严格的数学意义上"更少"，而且还意在是指"小于 或等于"。
[0034] 本文所用的术语"LED"和"LED器件"可以指任何固态发光体。术语"固态发光 体"或"固态发光器"可以包括发光二极管、激光二极管、有机发光二极管，和/或包括一个 或多个半导体层的其它半导体器件，其可包括硅、碳化硅、氮化镓和/或其它半导体材料， 可以包括蓝宝石（sapphire)、硅、碳化硅和/或其它微电子基底的基底，和可以包括金属和 /或其它导电材料的一个或多个接触层。固态照明器件利用在取决于带隙的波长产生光的 电子跃迀，通过激发电子横穿导带和半导体活性（发光）层之间的带隙产生光（紫外线、可 见光或红外线）。因此，通过固态发射体发射的光的颜色（波长）取决于其活性层的材料。 在各种不同的实施方式中，固态发光体在可见光范围内可以具有峰值波长和/或可以结合 具有可见光范围内的峰值波长的磷光体材料使用。多种固态发光体和/或多种磷光体材料 (即，与至少一种固态发光体组合）可以用于单个器件中，例如，产生感知为白色或近白色 特征的光。在某些实施方式中，多种固态发光体和/或磷光体材料的聚集输出可以产生具 有色温度范围约2200K至约6000K的暖白光输出。
[0035] 如本文所用的术语"交联"和"交联的"是指但不限于通过产生共价键或离子键接 合（例如，聚合物的相邻链）。交联能够通过已知技术例如热反应、化学反应或电离辐射（例 如，紫外/可见光辐射、电子束辐射、X-射线、或y辐射、催化等）实现。
[0036] 短语"前体组分"在本文中可与"涂层基质"和"基质"互换使用，