[发明专利]表面改性的转换无机发光材料

说明书

本发明涉及表面改性无机发光材料粒子，其上施用了金属、过渡金属或半金属氧化物涂层，之后施用了有机涂层，本发明还涉及其制造方法。

在含有LED无机发光材料的树脂的固化过程中，发生无机发光材料粒子的沉降。因此，发生无机发光材料在LED芯片上或在远程无机发光材料层中的不均匀和不可再现的分布。结果，LEDs具有大的光分布差异；LED上的分布高度依赖于角度(图1)，且一批中的LED之间的光性质不均匀。LED生产商因此不得不进行复杂和昂贵的分拣，这导致适售LEDs的低产率(具有符合要求的光性质的目标货物具有总产量的最多10％的产率。其余白色LEDs被销毁或作为“开箱货物”通常以次商标名低价出售用于要求不高的用途)。从蓝色LEDs和白色含无机发光材料的LEDs之间的差价清楚看出这种代价，其可高达100％。白色LEDs的高初始成本又阻碍白色LEDs快速替代低效和寿命短的白炽灯泡、卤素灯和荧光灯。

文献中已经描述了无机发光材料的官能化。A.Meijerink等人，Phys.Chem.Chem.Phys.，2004，6，1633-1636描述了如何用甘氨酸作为连接物使具有反应性表面的纳米无机发光材料(其纳米粒子的固有性质具有大的表面积/体积比并用任何类型的键饱和高表面能)与四甲基若丹明(染料)键合以观察电荷转移。但是，所述方法不适合使无机发光材料与树脂键合和实现相容化。Y.T.Nien等人，Materials Chemistry and Physics，2005，93，79-83公开了纳米无机发光材料如何嵌在HMDS(六甲基二硅氮烷)中以使反应性和不稳定的表面饱和。在这种情况下，没有发生键合，而是纳米无机发光材料仅嵌在SiO₂基质中。

US 2007/0092758公开了由无机发光材料、含硅烷的分散剂和有机树脂构成的无机发光材料糊。将该无机发光材料、分散剂和粘合剂混合，并将无机发光材料分散在粘合剂中。所用分散剂由特定的疏水有机基团、疏水基团和与亲水基团键合的硅烷醇锚定基团构成。为了无机发光材料的均匀分布，尽管添加了分散剂，但必须对该糊施以研磨。这会造成无机发光材料性能受损，例如由于高能量输入或由于来自研磨介质材料的污染。

本发明的目的首先在于避免上述缺点，例如无机发光材料粒子在LED芯片上的不均匀和不可再现的分布，其次在于制备容易嵌入各种粘合剂体系中的无机发光材料。

令人惊讶地，现在已经发现，通过以有机硅或环氧树脂使无机发光材料表面相容化，避免了由不均匀的无机发光材料层造成的这种光分布不均匀性。在该相容化过程中，为无机发光材料表面提供官能化学基团和连接物。这些使该无机发光材料粒子与树脂的亲水或疏水性质相配。

这能够制备不易于絮凝出来的树脂和无机发光材料的均匀混合物。

本发明因此涉及表面改性的无机发光材料粒子，其基于包含至少一种发光化合物的发光粒子，其中排除(Ca，Sr，Ba)₂SiO₄和具有一种或多种活化剂离子(例如Eu、Ce和Mn)和/或基于Fe、Cu和/或Zn的共掺杂剂的其它硅酸盐，且其中在所述发光粒子上施用至少一种包含Si、Al、Zr、Zn、Ti的氧化物/氢氧化物和/或其混合物的无机层和之后施用有机硅烷或聚有机硅氧烷(有机硅)和/或其混合物的有机涂层。

该发光粒子优选包含下述化合物的至少一种：