[发明专利]用于硅酮中的量子点的基于PDMS的配体

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生嵌入光转换器纳米颗粒的聚合物内的聚合物的过程、由此获得的光转换器以及包括这样的（聚合）光转换器的照明单元。

背景技术

用于照明应用的诸如量子点（QD）之类的纳米颗粒的使用在本领域中是已知的。例如，US20110240960描述了一种发光设备，包括发光源，布置在发光源上方的第一量子点波长转换器，第一量子点波长转换器包括用于通过转换来自发光源的光的波长而生成经波长转换的光的多个第一量子点，将第一量子点分散地嵌入其中的第一分散介质，以及用于将嵌入第一量子点的分散介质的整个外表面密封在包装中的第一密封件。

应用第一包封剂以用于包封第一量子点波长转换器的整个外表面。另外，第二量子点波长转换器布置在第一量子点波长转换器上方，第二量子点波长转换器包括用于通过转换来自发光源的光的波长而生成经波长转换的光的多个第二量子点，将第二量子点分散地嵌入其中的第二分散介质，以及用于将嵌入第二量子点的第二分散介质的整个外表面密封在包装中的第二密封件，其中第一量子点波长转换器、第二量子点波长转换器和发光源彼此隔开。第二包封剂沉积在第二量子点波长转换器的整个外表面上并且用于包封第二量子点波长转换器的整个外表面。另外，发光源是发光二极管或激光二极管。

发明内容

诸如量子点（QD）之类的纳米颗粒已经显示出在照明应用中引起高度关注。其可以例如充当在将蓝光转换成其它颜色中的无机磷光体并且具有相对窄发射带的优点和颜色通过QD的大小可调谐以能够获得高质量纯白光的优点。

为了将QD用于LED应用，QD需要并入在适合的基质中。由于这样的纯QD粉末的浓度猝灭效应和欠佳的处理能力二者，QD粉末（在没有基质的情况下）不是所期望的。迄今为止，许多类型的聚合物中的纳米颗粒的嵌入似乎引起纳米颗粒的聚集。当前，丙烯酸基质主要用作QD的基质，但是它们因其朝向高蓝光通量的欠佳稳定性而是众所周知的。由于硅酮朝向高蓝色通量的经证实的稳定性（即其经证实的与LED的相容性），因此我们认为硅酮是用于QD的最优选的基质。

硅酮当前被用作用于许多LED制造过程的标准基质/树脂。然而，QD一般具有使其与硅酮不相容的疏水性有机涂层（以配体的形式，一般从QD的外表面延伸）：一般地，当QD与硅酮混合时，获得由QD的凝聚所致的混浊的混合物。由于浓度猝灭效应、预期增加的降解效应和处理这些膜的不受控方式引起空间浓度变化，因而这是所不期望的。就我们的知识所及，不存在与光学硅酮真正可混合的QD（具有配位配体）的示例。

总之，高度期望改进QD对光学硅酮的可混合性的更一般的方式。因此，本发明的一方面是提供一种可替换的纳米颗粒—聚合物系统，特别是聚合物量子点系统。特别地，本发明的一方面是提供一种用于产生具有嵌入的纳米颗粒的这样的聚合物的可替换过程。另外，本发明的一方面是提供一种具有嵌入其中的纳米颗粒的可替换的光转换器。而且，又一方面是提供一种包括具有嵌入的QD的这样的聚合物的可替换的照明单元。优选地，可替换的过程和/或可替换的光转换器和/或可替换的照明单元至少部分地消除以上描述的（以及还在下文进一步描述的）现有技术解决方案的缺点中的一个或多个。

出人意料地，发明人已经发现，除其它方面之外，通过由特定的类PDMS配体交换光转换器纳米颗粒的本生QD配体，QD可以变得与硅酮真正可混合和/或在满足特定条件时显著地改进与硅酮的可混合性。另外，有利地，不需要使用诸如己烷或丙酮之类的大量附加溶剂或其它溶剂来获得良好的可混合系统。

因此，在第一方面中，本发明提供一种用于产生光转换器的过程，所述光转换器包括具有嵌入其中的光转换器纳米颗粒（在本文中还指示为“纳米颗粒”）的硅氧烷聚合物基质，所述过程包括：

（a）混合（i）具有利用接枝(graft)配体接枝的外表面的光转换器纳米颗粒和（ii）可固化的硅氧烷聚合物，以及

（b）固化可固化的硅氧烷聚合物，从而产生光转换器；

-其中接枝配体包括具有x1个Si骨干元素的硅氧烷，其中每个硅氧烷接枝配体的至少一个Si骨干元素包括具有接枝功能性的侧基，诸如选自包括包含侧基的胺或包含侧基的羧酸的组的侧基（尽管其它功能基也是可能的，参见下文）；

-其中可固化的硅氧烷聚合物具有y1个Si骨干元素；

-其中x1特别地为至少20，诸如特别地至少40，甚至更特别地至少50，其中y1特别地为至少2，诸如至少7，比如至少10，并且其中特别地x1/y1≥0.8，诸如x1/y1≥0.95，诸如＞1，比如至少≥1.2。