用于在有机硅主体中分散量子点以获得用于LED照明的颜色转换器的硅氧烷配体制造技术

本发明专利技术提供了发光材料，其包含具有与波长转换器纳米粒子(120)缔合的硅氧烷聚合物封端配体(130)的波长转换器纳米粒子(120)，其中硅氧烷聚合物封端配体(130)包含硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物包含至少一个包含末端羧酸基团的封端基团，其中所述封端基团包含总共至少六个碳原子。

Siloxane ligands for dispersing quantum dots in an organosilicon body to obtain a color converter for LED illumination

The present invention provides a light emitting material, comprising nanoparticles and wavelength converter (120) siloxane polymer Association end sealing ligand (130) wavelength converter (120), in which nanoparticles terminated siloxane polymer ligands (130) comprising a silicone polymer, wherein the siloxane polymer contains at least one end group containing a carboxylic acid group at the end of letter among them, the blocking group contains a total of at least six carbon atoms.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在有机硅主体中分散量子点以获得用于LED照明的颜色转换器的硅氧烷配体专利
本专利技术涉及发光材料，特别是基于量子点的发光材料。本专利技术还涉及包含这种发光材料的波长转换器。此外，本专利技术涉及可用于这种发光材料中的封端配体以及制造这种量子点和这种发光材料的方法。专利技术背景纳米粒子诸如量子点(QD)用于照明应用的的用途在本领域中是已知的。例如，US20110240960描述了一种发光器件，其包含发光源，经设置在发光源之上的第一量子点波长转换器，所述第一量子点波长转换器包含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包埋在其中的第一分散介质，以及用于将包埋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经设置在第一量子点波长转换器之上，所述第二量子点波长转换器包含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包埋在其中的第二分散介质，以及用于将包埋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。WO2014/064555提供了一种用于产生波长转换器的方法，所述波长转换器含有具有包埋在其中的波长转换器纳米粒子的硅氧烷聚合物基质，所述方法包括：(a)混合(i)含有(i1)短链硅氧烷聚合物和(i2)具有用硅氧烷接枝配体接枝的外表面的波长转换器纳米粒子的第一液体和(ii)可固化的硅氧烷聚合物，和(b)使可固化的硅氧烷聚合物固化，从而产生波长转换器(100)；其中所述短链硅氧烷聚合物具有s1个Si骨架元素，其中所述硅氧烷接枝配体包含具有x1个Si骨架元素的硅氧烷接枝配体，其中每个硅氧烷接枝配体的至少一个Si骨架元素包含具有接枝官能团的基团；且其中所述可固化的硅氧烷聚合物具有y1个Si骨架元素，其中x1/s1>=0.8，s1<y1且其中x1<y1。WO2014/064620提供了一种用于产生光转换器的方法，所述光转换器包含具有包埋在其中的光转换器纳米粒子的硅氧烷聚合物基质，所述方法包括：(a)混合(i)具有用接枝配体接枝的外表面的光转换器纳米粒子和(ii)可固化的硅氧烷聚合物，和(b)使可固化的硅氧烷聚合物固化，从而产生光转换器；其中所述接枝配体包含具有x1个Si骨架元素的硅氧烷接枝配体，其中每个硅氧烷接枝配体的至少一个Si骨架元素包含具有接枝官能团的侧基；其中所述可固化的硅氧烷聚合物具有y1个Si骨架元素；且其中x1为至少20，其中y1为至少2，且其中x1/y1>=0.8。专利技术概述纳米粒子诸如量子点(QD)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的大小可调整以能够获得高质量纯白光的优点。为了将QD用于LED应用，需要将它们并入适合的基质中。由于这种纯QD粉末的浓度淬灭效应和不良的加工性能两者，QD粉末(在没有基质的情况下)通常不是所期望的。迄今为止，许多类型的聚合物中纳米粒子的包埋似乎会引起纳米粒子的附聚。当前，丙烯酸系基质大多用作QD的基质，但它们因其对于高蓝光通量方面的不良稳定性而为人所知。由于有机硅对于高蓝色通量方面已得到证明的稳定性(即其经证明的与LED的相容性)，因此我们认为有机硅是用于QD的最优选的基质。有机硅当前被用作用于许多LED制造过程的标准基质/树脂。然而，QD通常具有使其与有机硅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)：通常，当QD与有机硅混合时，获得由QD的附聚导致的混浊的混合物。不幸的是，许多商业获得的量子点不能很好地分散在有机硅中，而是发生附聚。这种附聚导致淬灭和快速降解。量子点天然配体通常衍生自脂族烃化合物(诸如油酸)。在本文中，提出通过与有机硅相容的配体来交换这些天然配体。由此，量子点可以均匀地分散在有机硅材料中。用目前提出的配体，可以提供令人惊讶地高的QE发光材料，诸如例如当具有配体的量子点分散在(无机)基质中，特别是有机硅基质中时。有机硅(基质)可以具有有机特征和/或无机特征，并且为了简单起见，在本文中通常表示为无机(基质)。因此，可以提供波导或光导，其中量子点具有高量子效率，而在现有技术解决方案中，当与天然QDQE效率相比时，基质中的QD的量子效率通常令人惊讶地低。因此，本专利技术的一个方面是提供一种发光材料，特别是基于量子点的发光材料，其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个。本专利技术的另一个方面是提供包含这种发光材料的替代波长转换器，其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个。然而，本专利技术的另一个方面是提供可用于这种发光材料中的替代封端配体以及制造这种量子点和这种发光材料的方法，其优选进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个。在第一个方面，本专利技术提供了包含波长转换器纳米粒子的发光材料，所述波长转换器纳米粒子包含与波长转换器纳米粒子缔合的硅氧烷聚合物封端配体(在本文中也表示为“硅氧烷聚合物接枝配体”)，其中硅氧烷聚合物封端配体包含硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物包含至少一个包含末端羧酸基团(-C(O)OH)或–COOH)的封端基团，其中所述封端基团特别地包含总共至少三个、诸如至少四个、如至少五个、特别地至少六个碳原子。因此，所述封端基团中的碳原子总数等于或大于3。因此，所述封端基团可以被定义为-RaCOOH，其中Ra包含烃，任选地包含一个或多个杂原子。特别地，Ra包含一个或多个-(CH2)-基团，甚至更特别地至少5个碳原子，还甚至更特别地至少5个-(CH2)-基团，从而提供具有总共至少7个碳原子(包括酸基团的碳原子)的封端基团。特别地，封端基团-RaCOOH包含一个氮原子作为杂原子。此外，特别地，Ra是线性的。Ra与硅氧烷的Si原子、特别是非末端Si原子偶联。特别地，所述封端基团中的碳原子总数等于或小于20个碳原子，诸如等于或小于12个碳原子，其中封端基团特别是线性封端基团。看起来这种量子点在水性和非水性体系中均可以具有高QE。进一步看起来，这种量子点可以在水性体系中提供良好的分散体，基本上没有附聚。此外，看起来这些类型的QD可以很好地包埋在基质（特别是有机硅基质）中，产生稳定且具有高量子效率的波长转换器，相比于当尝试将具有有机配体的原始QD包埋在有机硅基质中时，产生稳定得多和/或具有高得多的QE的波长转换器。在一个实施方案中，所述发光材料可以含有包含所述量子点的液体，所述量子点具有配位至量子点的封端剂。该发光材料可以是其中QD基本上(完全)溶解的溶液。然而，所述发光材料也可以是分散体或胶体或凝胶。这种发光材料的应用可以包括照明应用，其中发光材料被封闭在容器或比色杯状体或另一包封物中。然而，当溶解在水性液体中时，所述发光材料也可用于生物应用，包括医学应用，例如作为生物标记物。其它选项包括光伏应用或光电二极管应用。在又另一个实施方案中，所述发光本文档来自技高网...

【技术保护点】
发光材料(2)，其包含具有与波长转换器纳米粒子(120)缔合的硅氧烷聚合物封端配体(130)的波长转换器纳米粒子(120)，其中硅氧烷聚合物封端配体(130)包含硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物包含至少一个包含末端羧酸基团的封端基团，其中所述封端基团包含总共至少六个碳原子，且其中所述封端基团中的碳原子总数等于或小于20个碳原子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 EP 14177940.51.发光材料(2)，其包含具有与波长转换器纳米粒子(120)缔合的硅氧烷聚合物封端配体(130)的波长转换器纳米粒子(120)，其中硅氧烷聚合物封端配体(130)包含硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物包含至少一个包含末端羧酸基团的封端基团，其中所述封端基团包含总共至少六个碳原子，且其中所述封端基团中的碳原子总数等于或小于20个碳原子。2.根据权利要求1所述的发光材料(2)，其中所述封端基团包含–(CH2)a-NH-CO-(CH2)x-COOH，其中a≥1，x≥0，且a+x≥4，其中所述封端基团是封端侧基，且其中所述波长转换器纳米粒子(120)包含量子点。3.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料(2)，其中所述封端基团包含–(CH2)3-NH-CO-(CH2)x-COOH，其中4≤x≤6。4.根据前述权利要求中任一项所述的发光材料(2)，其中所述硅氧烷聚合物具有至少22千克/摩尔的Mw。5.波长转换器(100)，其包含具有包埋在其中的波长转换器纳米粒子(120)的硅氧烷聚合物基质，所述波长转换器纳米粒子(120)具有与波长转换器纳米粒子(120)缔合的硅氧烷聚合物封端配体(130)，其中硅氧烷聚合物封端配体(130)包含硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物包含至少一个包含末端羧酸基团的封端基团，其中所述封端基团包含总共至少六个碳原子，且其中所述封端基团中的碳原子总数等于或小于20个碳原子，且其中所述硅氧烷聚合物基质包含基质硅氧烷聚合物，其在(i)基质硅氧烷聚合物和(ii)基质硅氧烷聚合物和封端配体硅氧烷聚合物中的一者或多者之间具有交联。6.根据权利要求6所述的波长转换器(100)，其中所述封端基团包含–(CH2)3-NH-CO-(CH2)x-COOH，其中4≤x≤6，其中所述封端基团是封端侧基，且其中所述硅氧烷聚合物具有至少22千克/摩尔的Mw。7.根据权利要求5-6中任一项所述的波长转换器(100)，其中所述封端配体包含具有x1个Si骨架元素的硅氧烷封端配体，其中所述基质硅氧烷聚合物具有y1个Si骨架元素，且其中x1为至少20，其中y1为至少2，且其中x1/y1≥0.8。8.根据权利要求5-6中任一项所述的波长转换器(100)，其中所述封端配体包含具有x1个Si骨架元素的硅氧烷封端配体，其中所述硅氧烷聚合物基质包含第一类型的硅氧烷聚合物和第二类型的硅氧烷聚合物，其中所述第二类型的硅氧烷聚合物的至少一部分是交联的，其中所述第一类型的硅氧烷聚合物包含具有s1个Si骨架元素的短链硅氧烷聚合物，其中所述第二类型的硅氧烷聚合物包含具有y1个S...

【专利技术属性】
技术研发人员：J卢布，PJ贝斯乔，MR博默，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL