[发明专利]发射辐射的构件、透明材料和填料颗粒以及其制备方法

说明书

本发明涉及含有透明材料的发射辐射的构件，以及涉及所述透明材料本身、该透明材料的可交联填料颗粒和用于制造所述发射辐射的构件、透明材料和填料颗粒的方法。

在发射辐射的构件中，例如LED，辐射源通常用透明塑料塑封件包覆，从而保护其免受有害的环境影响并且均匀地退耦（auskopplen）辐射。通常使用硅酮塑料，因为其容易加工。然而，这些塑料通常只具有低的导热性(大约0.15到0.20 W/mK)，从而在构件中可能导致过热或热积聚，例如在高电流的情况下运行该构件时。这样的过热可能导致塑料的提早老化，其表现为例如变黄或出现裂纹，这些情况会导致提早老化和甚至构件失灵。有时，可以向透明塑料中添加填料，以便改进塑封件的导热性或光学性能。但是，常规的填料在塑料塑封件制造中会沉淀或附聚，从而不能均匀地分布在塑料中。这会导致构件不利的辐射性能。

本发明的目的是提供一种发射辐射的构件，其避免了上述的缺点并且具有改进的含有填料颗粒的透明材料。进一步的目的是提供透明材料本身、透明材料的填料颗粒以及分别用于制造所述发射辐射的构件、透明材料和填料颗粒的方法。

这些目的的至少一个通过按照独立权利要求的发射辐射的构件、透明材料、填料颗粒以及用于制造所述发射辐射的构件、透明材料和填料颗粒的方法而实现。从属权利要求提供了有利的实施方案。

本发明提供一种发射辐射的构件。根据本发明的至少一个实施方案，该发射辐射的构件包括：

- 辐射源；

- 在构件的辐射通路中设置的透明材料，其包含聚合物材料和填料颗粒；

其中所述填料颗粒包含无机填料材料和在其表面上连接的膦酸衍生物或磷酸衍生物，通过该膦酸衍生物或磷酸衍生物使所述填料颗粒与所述聚合物材料交联。

所述发射辐射的构件下文也称为“构件”。在运行时，该构件可以发射出电磁辐射，特别是位于光谱可见光区域的光（波长大约400至800纳米）。发射的辐射在CIE图表中可以具有任意的颜色位置，例如白色。

在本申请中，为了说明的目的，聚合物材料例如简称为“PM”，而无机填料材料简称为“F”。无机填料材料也可称为“填料材料”。

“构件的辐射通路”可以理解为如下的可能路径：通过其可以使辐射从构件的辐射源发出或退耦。在本申请中，“辐射通路”和“构件的辐射通路”具有相同的意思。

在本申请中，“连接的”和“交联的”可以理解为第一材料、第一分子、第一分子部分或第一原子通过共价键与第二材料、第二分子、第二分子部分或第二原子相连。与共价键同义的是原子键或电子对键。与分子部分同义的是基序（Motiv）、嵌段或原子团。非共价相互作用，例如范德华力、氢键、离子键或偶极相互作用，在本申请中不足以形成“连接”或“交联”。非共价相互作用通常比共价键弱。但是，除了共价键之外也可以存在一种或多种非共价相互作用。

因此，根据本申请在透明材料或者在填料颗粒中使膦酸衍生物或磷酸衍生物通过至少一个共价键连接到填料颗粒。同样地，在透明材料中使所述聚合物材料与填料颗粒通过该膦酸衍生物或磷酸衍生物的至少一个共价键交联。特别可以使膦酸衍生物连接到填料颗粒，因为其相比于相应的磷酸衍生物更稳定而不易于分解。也可以使多个膦酸衍生物和/或磷酸衍生物连接到填料颗粒。

所述透明材料对于从构件中发射的辐射是至少部分透明的。相对的透过率可以为至少50%，尤其至少70%。通常，透明材料的透过率大于80%。所述透明材料可以是光学元件的一部分或其形成一个完成的光学元件。这样的光学元件或者透明材料可以例如构成为透镜。

通过所述填料颗粒与所述聚合物材料的交联使所述填料颗粒（相对）固定在所述透明材料中。这样可以有利地实现所述填料颗粒在透明材料中的特别均匀的分布。例如这可以如下进行：在制备所述透明材料的过程中使所述填料颗粒与所述聚合物材料交联。由此显著降低或避免填料颗粒在透明材料中的沉淀或附聚。有利的是这种作用不取决于填料颗粒的尺寸，因为更大尺寸的填料颗粒也具有更多相连的膦酸衍生物或磷酸衍生物。也就是说，特别小的填料颗粒（例如纳米级的）和大的填料颗粒（例如微米级的）都可以均匀地分布在透明材料中。所述填料颗粒的特殊性能，例如散射光和/或导热的作用，因此也特别均匀地分布在整个透明材料中。对于散射光的填料颗粒，由此可以实现使从构件中发射的辐射具有特别均匀的辐射性能。此外，可以在CIE图表中获得稳定的颜色位置。使用导热的填料颗粒可以更均匀地分布或导出热量，从而减少或避免过热或热积聚。由此特别改善了构件的耐受性和使用寿命。