用于发光应用的纳米颗粒制造技术

公开了包含从π‑共轭的交联聚合物形成的纳米颗粒的树脂，连同它们的制造方法和它们在发光装置中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发光应用的纳米颗粒本专利技术涉及用于发光装置诸如，例如发光二极管(LED)和光电显示器的纳米颗粒。专利技术背景诸如例如发光二极管(LED)和光电显示器的发光装置在许多形式的现代日光照明中变得越来越重要，所述现代日光照明包括各种形式的家庭照明、汽车灯、交通信号、液晶显示器(LCD)背光和显示屏幕。LED装置通常由诸如AIGaAs(红色)、AIGalnP(橙色-黄色-绿色)和AIGalnN(绿色-蓝色)的无机固态化合物半导体制成。然而，通过混合不同频率的常规固态LED，不可能提供发射白色光或其他期望颜色的光的LED。促进颜色混合的一种方法涉及使用置于固态LED的顶部上的磷光材料和/或荧光材料的组合，由此来自LED的光(“一次光”)被磷光材料和/或荧光材料吸收，并然后以不同波长重新发射(“二次光”)，即磷光材料和/或荧光材料将一次光降频转换(downconvert)成二次光。当前在降频转换应用中使用的材料吸收UV光或蓝色光并将其转换成较长波长，其中大多数磷光体目前使用三价稀土掺杂的氧化物或卤代磷酸盐(halophosphate)。白色发射可以通过将在蓝色、绿色和红色区域发射的磷光体与发射蓝色或UV的固态装置的磷光体掺混来获得。白色LED还可以通过将蓝色LED与黄色磷光体组合来制造，然而当使用该方法时，由于缺乏LED和磷光体的可调性，颜色控制和显色性差。另外，常规的LED磷光体技术使用具有差的显色性(即显色指数(CRI)<75)的降频转换材料。此外，吸收太阳光的UV成分并重新发射期望波长的可见光的材料可以被用于园艺学以促进植物生长以及增加光伏太阳能电池效率。量子点(QD)先前已经在许多应用中表现出前景，包括它们在诸如，例如发光二极管(LED)和光电子显示器及类似物的发光装置中的用途。WO2012/164284公开了QD在诸如LED的发光装置中的用途。然而，一个主要缺点是QD通常包含重金属物质(例如镉和铅)，这些物质是有毒的并且在制造期间需要仔细处理并且在某些地区中遭受使用限制，或者它们是关键的原材料(例如稀土元素、铟)，这些原材料通常很稀缺并且在某些地区中受到严格的供应和出口控制。因此，存在对容易获得的且低毒的可选方案的需求。因此，存在对避免使用QD并克服与常规方法相关的缺点的进一步改进的发光装置的需求。本专利技术是考虑到前述内容而设计的。专利技术概述根据本专利技术的第一方面，提供了适合用于制造发光装置的树脂，该树脂包含分散在封装介质中的多于一种的纳米颗粒，其中纳米颗粒是从π-共轭的交联聚合物形成的光致发光的共轭的聚合物纳米颗粒，π-共轭的交联聚合物包含a)80mol.％-99.9mol.％的π-共轭的单体，和b)0.1mol.％-20mol.％的具有以下示出的式I的交联剂：其中Z1和Z2是单体部分，并且Y不存在、是键或连接基。纳米颗粒可以作为离散颗粒分散在树脂中，或可选择地，颗粒可以在分散到树脂内之前被配制到载体中或被并入到较大的珠或颗粒中。根据本专利技术的第二方面，提供了发光装置，该发光装置包括如本文定义的树脂和被配置成照射树脂的一次光源。根据本专利技术的第三方面，提供了形成如本文定义的树脂的方法，该方法包括以下步骤：(i)将纳米颗粒分散在前体封装介质内；(ii)固化或挤出前体封装介质以形成透明的封装介质。根据本专利技术的第四方面，提供了通过本文定义的任何方法可获得的、获得的或直接地获得的如本文定义的树脂或如本文定义的发光装置。根据本专利技术的第五方面，提供了如本文定义的树脂在制造发光装置中的用途。专利技术详述定义除非另外说明，否则说明书和权利要求中使用的以下术语具有下文列出的以下含义。本文提及“施蒂勒(Stille)反应”(也被称为施蒂勒偶联)，指的是由钯催化的涉及有机锡化合物与sp2-杂化的有机卤化物的熟知的化学反应偶联。该反应被广泛用于有机合成中。施蒂勒聚合反应用于产生共轭聚合物体系的用途在例如Chem.Rev.2011,111,1493-1528中描述。一般的反应方案在以下示出：(R)3Sn-R1+X-R2→R1-R2其中R是烃基取代基基团，诸如(1-6C)烷基；R1和R2两者均是待被偶联的单体单元；并且X是反应性基团，通常为卤化物诸如Cl、Br、I，或拟卤化物(pseudohalide)诸如三氟甲磺酸盐，CF3SO3-。提及的“铃木反应”指的是芳基硼酸或乙烯基硼酸与芳基卤化物或乙烯基卤化物的熟知的有机反应。铃木反应通常由钯(0)络合物催化剂催化。该反应在化学领域中是熟知的，并且遵循以下示出的一般反应方案：该反应还用拟卤化物诸如三氟甲磺酸盐(OTf)代替卤化物来进行。可以使用硼酸酯和有机三氟硼酸盐代替硼酸。对于聚合物合成，R1和R2将代表单体单元。术语“烃基”包括直链和支链的烷基基团、烯基基团和炔基基团。术语“亚烷基”包括直链亚烷基基团和支链亚烷基基团两者。提及的各个亚烷基诸如“亚丙基”仅仅特定用于直链形式，并且提及的各个支链亚烷基诸如“亚异丙基”仅仅特定用于支链形式。例如，“(1-20C)亚烷基”包括(1-14C)亚烷基、(1-12C)亚烷基、亚丙基、亚异丙基和亚叔丁基。类似的惯例适用于本文提及的其他基团。术语“亚烯基”和“亚炔基”包括直链和直链的烯基基团和炔基基团。本文使用术语“芳基”以表示苯基、萘或蒽环。在实施方案中，“芳基”是苯基或萘，并且特别地是苯基。术语“杂芳基”或“杂芳香族”意指包含一个或更多个(例如1-4个、特别地1个、2个或3个)杂原子(例如N、O、P、S、Si、Ge、As或Se)的芳香族的单环、双环、或三环。杂芳基基团的实例是包含从五个至十八个环成员的单环、双环和三环基团。杂芳基基团可以是例如，5元或6元单环，8元、9元或10元双环或15元、16元、17元或18元三环。适当地，双环或三环体系中的每个环包含五个或六个环原子。本文使用的与聚合物相关的术语“交联”不包括线性聚合物或超支化聚合物。超支化聚合物的聚合物“分支”全部从单个焦点发出。相比之下，形成本专利技术的一部分的交联聚合物的聚合物链不全部会聚于单个焦点。更确切地说，形成本专利技术的一部分的交联聚合物的链在整个聚合物中随机地彼此交联，其中交联位点中没有一个代表在超支化聚合物的意义上的单个焦点。此外，在形成本专利技术的一部分的聚合物中，4个或更多个聚合物链从给定的交联位点发出，而在超支化聚合物中，单个焦点(或其他分支点)是仅3个配价的(coordinate)。此外，形成本专利技术的一部分的交联聚合物被交联至它们在所有溶剂(包括水溶剂、有机溶剂、极性溶剂和非极性溶剂)中是不溶性的程度，而超支化聚合物通常是可溶的。本专利技术的制剂如上文讨论的，本专利技术提供了适合用于制造发光装置的树脂，该树脂包含分散在透明的封装介质中的多于一种的纳米颗粒，其中纳米颗粒是从π-共轭的交联聚合物形成的光致发光的共轭的聚合物纳米颗粒，π-共轭的交联聚合物包含以下/基本上由以下组成/由以下组成：a)80mol.％-99.9mol.％的π-共轭的单体，和b)0.1mol.％-20mol.％的具有以下示出的式I的交联剂：其中Z1和Z2是单体部分，并且Y不存在、是键或连接基。本专利技术的树脂可以被并入到发光装置诸如，例如LED或光电子显示器中，代替目前被用于吸收一次光并重新发射不同波长的二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合用于制造发光装置的树脂，所述树脂包含分散在封装介质中的多于一种的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒是从π‑共轭的交联聚合物形成的光致发光的共轭的聚合物纳米颗粒，所述π‑共轭的交联聚合物包含a)80mol.％‑99.9mol.％的π‑共轭的单体，和b)0.1mol.％‑20mol.％的具有以下示出的式I的交联剂：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.19 GB 1601007.61.一种适合用于制造发光装置的树脂，所述树脂包含分散在封装介质中的多于一种的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒是从π-共轭的交联聚合物形成的光致发光的共轭的聚合物纳米颗粒，所述π-共轭的交联聚合物包含a)80mol.％-99.9mol.％的π-共轭的单体，和b)0.1mol.％-20mol.％的具有以下示出的式I的交联剂：其中Z1和Z2是单体部分，并且Y不存在、是键或连接基。2.根据权利要求1所述的树脂，其中式I的所述交联剂是π-共轭的。3.根据权利要求1或2所述的树脂，其中所述交联剂具有以下示出的式II：其中Y不存在、是键或连接基。4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的树脂，其中Y不存在。5.根据任一前述权利要求所述的树脂，其中所述交联剂具有以下示出的式III：6.根据任一前述权利要求所述的树脂，其中所述交联剂具有以下结构：7.根据任一前述权利要求所述的树脂，其中所述π-共轭的单体中的一种或更多种包含具有以下示出的式IV的部分：其中R1和R2各自独立地是氢或以下基团：-X-Q其中X不存在，选自由以下组成的组：(1-30C)亚烷基、-O-(1-30C)亚烷基、-S-(1-30C)亚烷基、-NH-(1-30C)亚烷基、-N-[(1-30C)亚烷基]、(2-30C)亚烯基、(2-30C)亚炔基、-[(CH2)2-O]n-、-[O-(CH2)2]n--[O-CH2MeCH2]n-、-[CH2MeCH2-O]n-和-[O-Si(Rz)2]n(其中Rz是(1-4C)烷基并且n是1至30)、-[(CH2)n’-(CF2)m’]-(其中n’是0-20并且m’是1至30)，并且Q是选自以下的末端基团：氢、卤素、甲基、羟基、羧基、(1-4C)烷氧羰基、氨基、-C＝CH2、-C≡CH、-SH、-CF3、OSO3H、-SO3H、-OPO2OH和两性离子(例如甜菜碱)以及选自丙烯酸酯、环氧树脂和苯乙烯的可聚合基团、或其盐，或R1和R2是任选地被取代基基团取代的芳基基团或杂芳基基团；或R1和R2被连接，使得它们与它们被附接到的碳原子一起形成任选地被取代基基团取代的环体系。8.根据前述权利要求中任一项所述的树脂，其中所述多于一种的纳米颗粒被配置为发射在可见光谱中的单波长的可见光(例如红色光、绿色光、蓝色光或黄色光)。9.根据权利要求1至7中任一项所述的树脂，其中所述多于一种的纳米颗粒被配置为发射在可见光谱中的两种或更多种波长的可见光(例如红色光、绿色光、蓝色光和/或黄色光或者共同形成白色光的一系列的波长)。10.根据权利要求9所述的树脂，其中所述纳米颗粒的第一群体发射以在可见光谱中的第一波长的光(例如红色光)，并且纳米颗粒的第二群体发射以在可见光谱中的第二波长的光(例如绿色光)，并且任选地纳米颗粒的第三群体发射在可见光谱中的第三波长的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·麦凯尔恩，迈克尔·特纳，雅伊尔·埃斯基韦尔古兹曼，本杰明·里德斯特，
申请(专利权)人：克罗米顿有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB