[发明专利]填料、它的应用及其制造方法

说明书

本发明申请是申请日为1997年9月22日、申请号为200310116399.1、发明名称为“波长变换浇注材料、它的应用及其制造方法”的专利申请的一个分案申请。

技术领域

本发明涉及基于掺有发光材料的透明环氧树脂的填料，尤其是应用于具有一个发紫外光、蓝光或绿光的发光体的电致发光元件。

背景技术

这样一种元件例如已由公开文献DE 3804 293公知。其中描述了一种具有电致发光二极管或激光二极管，它们借助一种由塑料组成的掺有荧光光波变换有机色料的部件使由二极管发出的发射光谱移到较长的波长上。由该装置发出的光由此具有不同于发光二极管发光的颜色。根据添加到塑料中的色料类型，可以生产出具有同一种发光二极管类型的发光二极管装置，它们可发出不同颜色的光。

在发光二极管的许多可能的应用领域，如在机动车仪表盘中的显示元件、飞机及汽车中的照明及全色柔光LED显示器方面，对发光二极管装置提出了强烈的要求，希望能由它们产生出混色光，尤其是白光。

但是，至今公知的开始部分所述类型的具有有机发光材料的填料在温度及温度-湿度应力下表现出色点的偏移，即由电致发光元件发出光的颜色的偏移。

在JP-07 176 794-A中描述了一种发白光的平面光源，其中在一透明板的前侧设置了两个发蓝光的二极管，其光线穿过透明板发出。透明板在其两个彼此对置的主平面之一上涂有荧光物质，当它受二极管的蓝光激发时发出光束，由荧光物质发出的光具有不同于二极管发出的蓝光的波长。在该公知的元件中特别困难的是，用一种方式及方法来施加荧光物质，以使得该光源能发出均匀的白色。此外，大规模生产的生产能力有问题，因为荧光层的很小层厚波动、例如是由于透明板表面不平整度引起的，将导致发出光的白色调的变化。

发明内容

本发明的任务在于，开发一种开始部分所述类型的填料，借助它可制造出能发出均匀混合色光的电致发光元件，并可实现以技术上有代表性的成本及普遍可再现的元件特性进行大规模生产。它所发出的光在温度及温度-湿度应力下应能保持色稳定。此外还将给出制造这种填料的方法。

该任务将通过以下技术方案来解决。

根据本发明的一种基于透明环氧树脂的填料，它应用于具有一个发紫外光、蓝光或绿光的发光体的电致发光元件中，其特征在于：在透明的环氧树脂中散布着一种无机发光色料颗粒，该无机发光色料颗粒由一个组构成，该组由稀土元素掺杂的石榴石、稀土元素掺杂的硫镓酸盐、稀土元素掺杂的铝酸盐及用稀土元素掺杂的原硅酸盐组成，无机发光色料颗粒的粒度≤20μm并且具有平均颗粒直径d₅₀≤5μm。

本发明还包括基于上述方案的有利的进一步构型及应用。

根据本发明设置了：在透明环氧树脂中散布一种基于具有通用式为A₃B₅X₁₂:M的施主晶格的无机材料发光色料粉末，及该发光色料具有≤20μm的粒度及平均颗粒直径d₅₀≤5μm。特别有利的是该平均颗粒直径d₅₀在1及2μm之间。在该粒度情况下可以得到合适的产品产量。

无机矿物发光材料对于温度及温度-湿度稳定性是特别有利的。

在根据本发明的填料一个特别优选的构型中其组成成分为：

a)环氧树脂≥60Gew％(重量百分比)

b)发光色料≤25Gew％

c)触变剂≤10Gew％

d)矿物扩散剂≤10Gew％

e)处理助剂≤3Gew％

f)疏水剂≤3Gew％

g)附着媒介质≤2Gew％

合适的环氧浇注树脂例如描述在DE-OS 26 42465的第4至第9页、尤其是例1至4中及描述在EP 00 39 017的第2至第5页、尤其是例1至8中，它们公开的内容通过引证在这里被录用。

作为触变剂，例如可使用高温蒸馏的硅酸。该触变剂用于浓缩环氧浇注树脂，以减小发光色料粉末的沉积。对于浇注树脂的处理，将继续调整其流动性及浸润特性。

作为矿物扩散剂，为了优化元件的发光图象，最好使用CaF₂。

作为处理助剂，如乙二醇醚(Glykolether)能适用。它能改善环氧浇注树脂及发光色料粉末的相容性并由此稳定发光色料粉末-环氧浇注树脂扩散体。为此目的也可使用基于硅的外表面改型。

疏水剂、如流体硅蜡同样用于修改色料表面，尤其是改善无机色料表面与有机树脂的相容性及浸润性。