[發(fā)明專利]硅酮產(chǎn)品、包括硅酮產(chǎn)品的照明單元和制造硅酮產(chǎn)品的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380036871.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN104487515A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.W.M.德拉亞特;R.庫(kù)勒;M.R.博梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): C08L83/04
• 分類號(hào): C08L83/04;C08K3/34;C08K3/10;H01L29/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫之剛;汪揚(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括發(fā)光材料的硅酮產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及包括硅酮產(chǎn)品的照明單元和制造包括固定化發(fā)光材料的硅酮產(chǎn)品的方法。

背景技術(shù)

在許多照明應(yīng)用中，特別是在其中使用發(fā)光二極管（LED）的照明應(yīng)用中，硅酮被用于光學(xué)元件，諸如例如用于將光引導(dǎo)到出光窗口或者改進(jìn)來(lái)自LED的光的出耦合的透鏡或光導(dǎo)。硅酮在LED應(yīng)用中足夠穩(wěn)定并且能夠承受LED應(yīng)用的相對(duì)高光劑量和高溫。這樣的光學(xué)元件可以從硅酮樹脂容易地制造。

發(fā)光量子點(diǎn)是用于創(chuàng)建發(fā)射特定顏色光的照明組件（諸如例如發(fā)射白光的照明組件）的有前景的材料。發(fā)光量子點(diǎn)吸收由例如LED發(fā)射的光的一部分并且將光朝向另一顏色的光轉(zhuǎn)換。如果量子點(diǎn)在基質(zhì)材料中良好地空間分離，則量子點(diǎn)提供高效率和相對(duì)長(zhǎng)壽命。由于硅酮的有利特性，量子點(diǎn)優(yōu)選地嵌入硅酮中。

然而，量子點(diǎn)和類似的發(fā)光材料（諸如量子棒或量子四腳體）不能容易地分散在硅酮中。已知的是，量子點(diǎn)可以容易地分散在像甲苯和某種丙烯酸混合物的液體中而不形成量子點(diǎn)的群簇——在這樣的液體中，量子點(diǎn)將良好地空間分離。量子點(diǎn)是非常小的顆粒并且在制造期間它們需要作為溶劑和量子點(diǎn)的混合物被添加到硅酮樹脂。量子點(diǎn)與硅酮樹脂不相容并且量子點(diǎn)的絮凝在它們與硅酮樹脂混合時(shí)發(fā)生。用于絮凝的其它術(shù)語(yǔ)有聚集、凝聚和群簇。如果量子點(diǎn)形成其中它們的相互分離小于幾納米（例如小于7納米）的凝聚體，則量子點(diǎn)的量子效率降低并且觀察到輻照時(shí)的更快降級(jí)。另外，量子點(diǎn)仍可以在有限程度上在硅酮樹脂內(nèi)可移動(dòng)并且絮凝可以緩慢地繼續(xù)，從而導(dǎo)致甚至更低的量子效率。認(rèn)為量子效率的降低是由于量子點(diǎn)之間的激發(fā)和/或電荷轉(zhuǎn)移的濃度淬滅的發(fā)生的結(jié)果。另外，相鄰量子點(diǎn)之間的非期望的化學(xué)反應(yīng)也可能引起量子點(diǎn)的聚集體的降級(jí)。

已公開的專利申請(qǐng)US2012/0045850公開了一種與諸如水之類的許多材料更好地相容的包括量子點(diǎn)的材料。該專利申請(qǐng)的解決方案可以導(dǎo)致與硅酮更相容的材料。所引專利申請(qǐng)的解決方案是要?jiǎng)?chuàng)建嵌入量子點(diǎn)的二氧化硅顆粒。由于二氧化硅顆粒是許多硅酮配方的部分，因而所得二氧化硅涂敷的量子點(diǎn)可以容易地混合到硅酮樹脂中。

在US2012/0045850中的方案中，水存在于制備二氧化硅納米顆粒的反應(yīng)混合物中。由于對(duì)于許多量子點(diǎn)而言，水的存在或者直接降低量子效率和/或加速降級(jí)，因而光轉(zhuǎn)換可能是低的或者隨時(shí)間過快地減少。看起來(lái)在創(chuàng)建二氧化硅納米顆粒的步驟中例如水的使用導(dǎo)致創(chuàng)建非發(fā)光量子點(diǎn)。因而，嵌入在所引專利的二氧化硅納米顆粒中的量子點(diǎn)示出相對(duì)小的光轉(zhuǎn)換效率并且當(dāng)所引專利申請(qǐng)的二氧化硅納米顆粒用在硅酮中時(shí)，可以預(yù)期到光轉(zhuǎn)換效率相對(duì)低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種包括在使用中具有相對(duì)大量子效率的納米尺寸發(fā)光顆粒的硅酮產(chǎn)品。

本發(fā)明的第一方面提供一種硅酮產(chǎn)品。本發(fā)明的第二方面提供一種照明單元。本發(fā)明的第三方面提供一種制造包括固定化發(fā)光材料的硅酮產(chǎn)品的方法。有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中限定。

依照本發(fā)明的第一方面的硅酮產(chǎn)品包括聚合材料、發(fā)光材料和填充物顆粒。聚合材料包括聚硅氧烷的基團(tuán)的材料，聚合材料是光透射的。發(fā)光材料包括至少在一個(gè)維度上具有納米范圍中的尺寸的顆粒。發(fā)光材料被配置成吸收第一頻譜范圍的光并且將所吸收的光的一部分轉(zhuǎn)換成第二頻譜范圍的光。填充物顆粒是光透射惰性材料。填充物顆粒與發(fā)光材料可混溶。填充物顆粒提供在聚合材料中。發(fā)光材料的顆粒沿著填充物顆粒的表面分布。

通常用于包括聚硅氧烷的基團(tuán)的材料的聚合材料的另一術(shù)語(yǔ)是硅酮。聚硅氧烷是具有通式[R₂SiO]_m的聚合材料，其中R為有機(jī)基團(tuán)，諸如例如甲基、乙基或苯基。分子的主干是無(wú)機(jī)硅-氧鏈…-Si-O-Si-O-Si-O-…。

填充物顆粒和發(fā)光材料的顆粒是可混溶的，這意味著發(fā)光材料的顆粒和填充物顆粒二者保持分布在溶劑中而不經(jīng)受大規(guī)模凝聚、聚集和/或絮凝。在實(shí)際實(shí)施例中，這意味著填充物顆粒和發(fā)光材料的顆粒二者可以均勻地混合到至少一種類型的溶劑中。在隨后的步驟中，發(fā)光顆粒的膠體穩(wěn)定性降低，從而使它們絮凝。由于具有過量表面積的填充物顆粒的存在，發(fā)光顆粒將絮凝到填充物顆粒的表面上。其中一種類型的顆粒絮凝到另一種類型的顆粒上的這種過程稱為異種絮凝。發(fā)光材料和填充物顆粒不具有在溶劑中保持彼此遠(yuǎn)離的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)光材料和填充物顆粒將不可混溶時(shí)，將在溶劑中獲得非均勻混合，并且可選地，發(fā)光材料和/或填充物顆粒將絮凝。