具有含發(fā)光基團(tuán)部分的聚合物的照明設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種照明設(shè)備，其包括(a)用于產(chǎn)生光源光的光源和(b)光轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器包含第一聚合物基質(zhì)，所述基質(zhì)含有離散區(qū)域，所述離散區(qū)域包含具有發(fā)光官能團(tuán)的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯，并且其中所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上不同。本發(fā)明還提供了一種光轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器包含第一聚合物基質(zhì)，所述基質(zhì)含有離散區(qū)域，所述離散區(qū)域包含具有發(fā)光官能團(tuán)的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯，并且其中所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上不同。
【專利說明】具有含發(fā)光基團(tuán)部分的聚合物的照明設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備，其包括用于產(chǎn)生光源光的光源和轉(zhuǎn)換器（用于將至少 一部分所述光源光轉(zhuǎn)換為發(fā)光（luminescence))，涉及這樣的轉(zhuǎn)換器本身，以及涉及制造這 樣的轉(zhuǎn)換器的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 基質(zhì)中的發(fā)光材料是本領(lǐng)域已知的。例如，US2006055316描述了包含子像素結(jié)構(gòu) 的彩色電致發(fā)光顯示器及其制造方法。所述子像素結(jié)構(gòu)具有發(fā)射藍(lán)光的電致發(fā)光磷光體和 因藍(lán)光的吸收而發(fā)射至少一種其它顏色的光致發(fā)光磷光體。US2006055316還描述了這樣的 光致發(fā)光磷光體材料。例如，該文件描述了一種制備光致發(fā)光磷光體材料的方法，所述方法 包括混合顏料粉末與基質(zhì)材料以提供所述顏料粉末在所述基質(zhì)材料中的均勻分散體，其中 所述顏料材料包含有機(jī)光致發(fā)光分子的固溶體，所述基質(zhì)材料與所述顏料粉末化學(xué)且物理 相容，使得所述有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率被基本上保持。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有機(jī)磷光體目前在遠(yuǎn)程磷光體應(yīng)用中被考慮。與有機(jī)磷光體相關(guān)聯(lián)的問題之一涉 及其穩(wěn)定性。我們已驚奇地發(fā)現(xiàn)，與其它熱塑性聚合物如PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯）、PS (聚 苯乙烯）和PC(聚碳酸酯）相比，在聚合物如芳族聚酯類PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）和 PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯）中，有機(jī)磷光體顯示出大大提高的空氣中穩(wěn)定性。
[0004] 在一些應(yīng)用中，期望使用此類遠(yuǎn)程磷光體元件的注塑部件。然而，與芳族聚酯類相 關(guān)聯(lián)的問題之一看起來在于其在光譜的藍(lán)光部分中的剩余吸收，當(dāng)芳族聚酯層例如PET層 或PEN層的厚度為注塑中常用的幾毫米量級(jí)時(shí)，所述剩余吸收將變得相當(dāng)大。這可能然后 導(dǎo)致所述部件降低的效率。
[0005] 為解決此問題，我們提出使用不相容的聚合物共混物，其中將染料置于聚酯相中 而另一相具有不顯示出（實(shí)質(zhì)性的）光吸收、尤其是在可見區(qū)中不顯示出（實(shí)質(zhì)性的）光 吸收的聚合物。所述第一聚合物尤其是不為芳族聚酯（并因此與芳族聚酯不相容）。
[0006] 然而，還看起來許多發(fā)光染料分子可溶于大多數(shù)可用于此目的的聚合物中并因此 它們在加工過程中可能離開聚酯并進(jìn)入在其中它們顯示出短壽命的另一相中。這是不期望 的，因?yàn)楸碛^壽命由所述另一相而非由芳族聚酯層相決定。
[0007] 因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供另一種照明設(shè)備和/或另一種轉(zhuǎn)換器，其優(yōu)選還 至少部分地消除上述缺點(diǎn)中的一者或多者。此外，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供另一種制造尤 其是具有長壽命的此類（透射式）轉(zhuǎn)換器的方法。
[0008] 我們因此提出使用芳族聚酯與另一聚合物如PMM的不相容共混物，其中發(fā)光染 料分子共價(jià)連接到所述聚酯，使得在加工所述共混物的過程中所述發(fā)光分子保持在聚酯相 中。這樣可產(chǎn)生具有良好壽命和高效率的可注塑體系。
[0009] 因此，在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種照明設(shè)備（"設(shè)備"），其包括：(a)用于 產(chǎn)生光源光的光源，和（b)轉(zhuǎn)換器（"轉(zhuǎn)換器（用于將至少一部分所述光源光轉(zhuǎn)換為發(fā) 光（光）），其中所述轉(zhuǎn)換器包含第一聚合物基質(zhì)，所述基質(zhì)含有離散區(qū)域，所述離散區(qū)域包 含具有發(fā)光官能團(tuán)的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯 (所述發(fā)光基團(tuán)部分具有將至少部分所述光源光轉(zhuǎn)換為所述發(fā)光（光）的功能），并且其中 所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上不同。所述轉(zhuǎn)換器輻射耦合到光源（用于通過所述 發(fā)光基團(tuán)部分將至少一部分所述光源光轉(zhuǎn)換為發(fā)光（光））。所述轉(zhuǎn)換器因此也可表示為 "光轉(zhuǎn)換器"。
[0010] 在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了這樣的（光）轉(zhuǎn)換器本身（用于將光轉(zhuǎn)換為發(fā)光）， 其中所述轉(zhuǎn)換器包含第一聚合物基質(zhì)，所述基質(zhì)含有離散區(qū)域，所述離散區(qū)域包含具有發(fā) 光官能團(tuán)的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯，并且其 中所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上不同。
[0011] 在又另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種提供轉(zhuǎn)換器的方法，所述方法包括（a)提供 包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯和第一聚合物，其中所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上 不同，（b)包埋所述包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯于所述第一聚合物中，并任選地成形如此 獲得的產(chǎn)物。
[0012] 使用本發(fā)明可制得例如通過擠出和/或注塑可以相對(duì)容易地模塑或成形為例如 轉(zhuǎn)換器的材料，其可例如提供轉(zhuǎn)換器平板或成形制品如彎曲制品。在這種類型的材料中有 機(jī)染料相對(duì)穩(wěn)定。嘗試了多種聚合物，但芳族聚酯類型的聚合物是所有嘗試的聚合物中最 穩(wěn)定的。例如，聚酰亞胺體系給出低得多的穩(wěn)定性。此外，由于有機(jī)染料共價(jià)鍵合到芳族聚 酯，故所述轉(zhuǎn)換器可兼具主要基質(zhì)即第一聚合物的低光吸收性和在離散區(qū)域中的有機(jī)染料 的穩(wěn)定性。此外，第一聚合物基質(zhì)還可起到阻隔結(jié)構(gòu)例如氧阻隔結(jié)構(gòu)的作用，這可例如在 (發(fā)光材料的）壽命改進(jìn)方面有益。
[0013] 所述照明設(shè)備包括光源。所述用在照明設(shè)備中以向轉(zhuǎn)換器提供光源光的光源可至 少部分地包埋在轉(zhuǎn)換器中。例如，自支撐式轉(zhuǎn)換器可包括一個(gè)或多個(gè)凹進(jìn)或空腔，以各自至 少部分地容納一個(gè)或多個(gè)光源。在又另一個(gè)實(shí)施方案中，光源和轉(zhuǎn)換器可構(gòu)造為在轉(zhuǎn)換器 的邊緣中提供光源光。光源可與轉(zhuǎn)換器接觸但也可布置在與轉(zhuǎn)換器的非零距離處（"遠(yuǎn)程 光源"）。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，光源遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)換器布置。在一些實(shí)施方案中，光源與波長 轉(zhuǎn)換構(gòu)件之間的距離可相當(dāng)小，即所謂的鄰近磷光體模式。然而，在這樣的實(shí)施方案中，波 長轉(zhuǎn)換構(gòu)件仍不與光源接觸。光源如LED管芯與一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器之間的最短距離可大 于Omm,尤其是等于或大于0· 1mm，例如0· 2mm或更大，在一些實(shí)施方案中甚至等于或大于 IOmm,例如 10-1 OOmmn
[0014] 所述光源可為任何光源，但尤其是能夠在紫光和/或藍(lán)光區(qū)中實(shí)質(zhì)性地發(fā)射的 光源。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述光源包括發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光器件。在又一個(gè)實(shí)施方案 中一其可與前一實(shí)施方案組合一所述光源包括發(fā)射紫光的發(fā)光器件。因此，術(shù)語光 源可尤其涉及LED(發(fā)光二極管）。優(yōu)選地，所述光源為將在運(yùn)行過程中發(fā)射至少在選自 400-480nm、尤其是420-460nm的范圍的波長下的光的光源。此光可部分地被光轉(zhuǎn)換元件所 使用（參見下文）。
[0015] 在一個(gè)特定實(shí)施方案中，所述光源包括固態(tài)LED光源（如LED或激光二極管）。術(shù) 語"光源"還可涉及多個(gè)光源，如2-20個(gè)（固態(tài)）LED光源。在一個(gè)實(shí)施方案中，施加光源 的（ID或2D)陣列來輻照轉(zhuǎn)換器。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述光源包括有機(jī)LED (OLED)。任 選地，所述光源構(gòu)造為發(fā)生藍(lán)光（和任選地紫光）（也參見下文），并且一部分所述藍(lán)光和/ 或任選的紫光被一種或多種發(fā)光材料用作激發(fā)光并至少部分地轉(zhuǎn)換為發(fā)光?？墒┘硬煌?型的光源的組合。
[0016] 術(shù)語"輻射耦合"尤其是指光源和轉(zhuǎn)換器彼此相關(guān)聯(lián)，使得光源所發(fā)射的輻射中的 至少一部分被轉(zhuǎn)換器（尤其是發(fā)光基團(tuán)部分）所接收（并由所述發(fā)光基團(tuán)部分至少部分地 轉(zhuǎn)換為發(fā)光）。
[0017] 本文中的術(shù)語白光是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。其尤其涉及具有下述相關(guān)色溫 (CCT)的光：介于約2000和20000K尤其是2700-20000K之間、對(duì)于一般照明尤其是在約 2700K和6500K的范圍內(nèi)而對(duì)于背光用途尤其是在約7000K和20000K的范圍內(nèi)、并且尤其 是與BBL(黑體軌跡）的偏離在約15SDCM(色彩匹配標(biāo)準(zhǔn)偏差）內(nèi)、尤其是與BBL的偏離在 約10SDCM內(nèi)、甚至更尤其是與BBL的偏離在約5SDCM內(nèi)。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述光源還可提供相關(guān)色溫（CCT)介于約5000和20000K之 間的光源光，例如直接磷光體轉(zhuǎn)換LED (具有磷光體薄層的藍(lán)色發(fā)光二極管）用于例如獲得 10000K。因此，在一個(gè)特定實(shí)施方案中，所述光源構(gòu)造為提供相關(guān)色溫在5000-20000K的范 圍內(nèi)、甚至更尤其是在6000-20000K的范圍內(nèi)、例如8000-20000K的光源光。較高色溫的優(yōu) 點(diǎn)可能在于在光源光中可能有較高的藍(lán)色分量。此藍(lán)色分量可部分地被發(fā)光材料吸收并轉(zhuǎn) 換為發(fā)光材料光。任選地，可在光源中包括單獨(dú)的藍(lán)光源（例如固態(tài)LED)。
[0019] 術(shù)語"紫光"或"紫光發(fā)射"尤其涉及波長在約400-440nm的范圍內(nèi)的光。術(shù)語"藍(lán) 光"或"藍(lán)光發(fā)射"尤其涉及波長在約440-490nm的范圍內(nèi)的光（包括一些紫色和青色色 調(diào)）。術(shù)語"綠光"或"綠光發(fā)射"尤其涉及波長在約490-560nm的范圍內(nèi)的光。術(shù)語"黃光" 或"黃光發(fā)射"尤其涉及波長在約560-590nm的范圍內(nèi)的光。術(shù)語"橙光"或"橙光發(fā)射"尤 其涉及波長在約590-620nm的范圍內(nèi)的光。術(shù)語"紅光"或"紅光發(fā)射"尤其涉及波長在約 620-750nm、尤其是620-650nm的范圍內(nèi)的光。術(shù)語"可見區(qū)"、"可見光"或"可見光發(fā)射"指 波長在約380-750nm的范圍內(nèi)的光。術(shù)語"IR"（紅外線）可尤其涉及約750-3000nm，尤其 是在約750-1 IOOnm的范圍內(nèi)。
[0020] 所述照明設(shè)備還包括上面指出的轉(zhuǎn)換器。特別地，所述轉(zhuǎn)換器輻射耦合到光源。 術(shù)語"輻射耦合"尤其指光源和發(fā)光材料彼此相關(guān)聯(lián)，使得光源所發(fā)射的輻射中的至少一部 分被發(fā)光材料接收（并至少部分地轉(zhuǎn)換為發(fā)光）。一般來說，轉(zhuǎn)換器將構(gòu)造為以透射模式 應(yīng)用，即光源的光輻照轉(zhuǎn)換器的上游部分，并在下游部分獲得來自發(fā)光基團(tuán)部分的發(fā)光。然 而，在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)換器也可構(gòu)造為以反射模式應(yīng)用。在前一實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)換器可 以是出射窗或出射窗的一部分，而在后一實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)換器可以是例如光收集室的壁的 一部分。
[0021] 術(shù)語"上游"和"下游"涉及物品或特征相對(duì)于來自光發(fā)生裝置（這里尤其是光源） 的光的傳播而言的布置，其中相對(duì)于來自光發(fā)生裝置的光束內(nèi)的第一位置而言，光束中更 靠近光發(fā)生裝置的第二位置為"上游"，而光束內(nèi)更遠(yuǎn)離光發(fā)生裝置的第三位置為"下游"。
[0022] 如本領(lǐng)域技術(shù)人員將明了的，所述轉(zhuǎn)換器還可包括多個(gè)（光）轉(zhuǎn)換器。因此，在一 個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語"轉(zhuǎn)換器"還可指多個(gè)轉(zhuǎn)換器。這些中的一者或多者可以透射模式構(gòu)造 和/或這些中的一者或多者可以反射模式布置。在一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)或更多個(gè)（光） 轉(zhuǎn)換器布置在彼此的下游。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語（光）轉(zhuǎn)換器也可指光轉(zhuǎn)換器的 堆疊體。
[0023] 尤其是當(dāng)使用被構(gòu)造為產(chǎn)生可見光的光源時(shí)，可采用具有如下第一聚合物的轉(zhuǎn)換 器，所述第一聚合物在可見區(qū)中具有高的光透射率（幾乎無光吸收）。所述第一聚合物必須 是高度透射的。由于發(fā)光分子的存在，故轉(zhuǎn)換器將顯示出光吸收。然而，在校正發(fā)光分子的 吸收率后（在從對(duì)轉(zhuǎn)換器測得的吸收率減去發(fā)光分子所貢獻(xiàn)的吸收率后），轉(zhuǎn)換器在可見 區(qū)中的吸收在0-4%的范圍內(nèi)（對(duì)于厚度為2_的轉(zhuǎn)換器來說）。
[0024] 本文中的術(shù)語"透射的"可尤其指對(duì)具有選自可見波長范圍的波長的光具有在 0-4%的范圍內(nèi)的光吸收的2_厚度的第一聚合物。在本文中，術(shù)語"可見光"尤其涉及具 有選自400-700nm的范圍的波長的光。透射率可如下確定：在垂直輻照下向波導(dǎo)提供具有 第一強(qiáng)度的特定波長的光并將透射通過材料后測得的在該波長下的光的強(qiáng)度與向所述材 料提供的在該特定波長下的光的第一強(qiáng)度關(guān)聯(lián)起來（也參見CRC Handbook of Chemistry and Physics (第69版，1088-1989)的E-208和E-406)。應(yīng)注意，由于發(fā)光材料的存在，故 轉(zhuǎn)換器板可能是有色的（也參見下文）。尤其是，所述第一聚合物（假設(shè)基于由第一聚合 物構(gòu)成的板）的透射率在400-700nm的整個(gè)波長上具有等于或高于96%的平均透射率值。 在一個(gè)實(shí)施方案中，在該整個(gè)波長范圍中的最低透射率不低于75%。
[0025] 所述轉(zhuǎn)換器可具有任何形狀，例如層或自支撐體。其可以是平坦的、彎曲的、成形 的、正方形的、圓形的、六角形的、球形的、管形的、立方體的等。所述自支撐體可以是剛性的 或柔性的。所述轉(zhuǎn)換器的厚度可通常在〇.1-1〇_的范圍內(nèi)。長度和/或?qū)挾龋ɑ蛑睆剑?可在例如0. 〇l-5m、例如0. 02-5m、例如0. l-50mm的范圍內(nèi)。
[0026] 術(shù)語"基質(zhì)"在本文中用來指層或體或成形制品等，其承載另一材料，例如第一聚 合物基質(zhì)為承載離散區(qū)域的基質(zhì)。轉(zhuǎn)換器可以是層，例如涂覆到透射載體；然而，一般來說， 轉(zhuǎn)換器將是成形（柔性）體。轉(zhuǎn)換器也可以是自支撐式的，并例如為板或（柔性）實(shí)體。
[0027] 第一聚合物基質(zhì)原則上可為透射可見光或可制成為透射可見光的任何聚合物， 并可尤其是為包含選自PC(聚碳酸酯）、聚丙烯酸甲酯（PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMM) (Plexiglas或Perspex)、乙酸丁酸纖維素（CAB)、聚氯乙烯（PVC)、C0C (環(huán)烯經(jīng)共聚物）和 聚苯乙烯的一種或多種聚合物基質(zhì)。在又一個(gè)實(shí)施方案中，第一聚合物可尤其包含聚氨酯、 聚鏈烷、聚丙烯酸酯和硅氧烷（如聚二甲基硅氧烷（PDMS))中的一種或多種。這可尤其對(duì)柔 性應(yīng)用具有相關(guān)性。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，第一聚合物被構(gòu)造為提供柔性基質(zhì)。這樣，轉(zhuǎn) 換器可為柔性單元。尤其是，第一聚合物包含選自PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯）、PS (聚苯乙 烯）和PC(聚碳酸酯）的聚合物，并優(yōu)選基本上由選自PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）、PS(聚 苯乙烯）和PC (聚碳酸酯）的聚合物構(gòu)成。
[0028] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)換器或照明設(shè)備的第一聚合物為高度透明的材料，在可 見區(qū)（400-700nm)中幾乎不顯示光吸收（對(duì)于Imm厚度樣品，小于4% )。第二聚合物可具 有低的透氧速率，尤其是其中發(fā)光基團(tuán)部分具有長的壽命。特征性的值為：PVDC-聚偏二氯 乙烯（0. 8cm3/m2 ·天?巴），PVDF-聚偏二氟乙烯（0. 8cm3/m2 ·天?巴），EVOH-乙烯-乙烯醇 共聚物（0. 5cm3/m2 ·天?巴），PBT-聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（5cm3/m2 ·天?巴），PEN-聚萘二 甲酸乙二醇酯（8cm3/m2 ·天?巴），PAN-聚丙烯腈（9cm3/m2 ·天?巴），PA6-尼龍6 (IOcm3/ m2 ·天?巴）或PET-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（20cm3/m2 ·天?巴）。
[0029] 離散區(qū)域可具有任何形狀。所述形狀也可取決于制造轉(zhuǎn)換器的方式。在一個(gè)實(shí)施 方案中，轉(zhuǎn)換器為層狀轉(zhuǎn)換器，第二聚合物夾在兩個(gè)第一聚合物層之間。在又一個(gè)實(shí)施方案 中，第二聚合物通過第一聚合物模塑（也參見下文），在又一個(gè)實(shí)施方案中，制造第一聚合 物基質(zhì)，包括共混在其中的第二聚合物，并然后將如此獲得的產(chǎn)物模塑成轉(zhuǎn)換器成形體。
[0030] 離散區(qū)域可具有在IOOnm-5mm范圍內(nèi)的尺寸（例如長度、寬度、高度、直徑）。顆 ?？删哂腥魏纹谕男螤?，例如球形的、立方體的、星型的、圓筒形的、無規(guī)形狀的等。然而， 第二聚合物也可在第一聚合物內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)。轉(zhuǎn)換器也可包含不同形狀的離散區(qū)域。
[0031] 離散區(qū)域被表示為"離散的"是因?yàn)殡x散區(qū)域可與第一聚合物基質(zhì)區(qū)分開來?？?觀察到離散區(qū)域與第一聚合物基質(zhì)之間的邊界并可評(píng)價(jià)第一聚合物基質(zhì)與顆粒之間化學(xué) 組成的差異。還可能觀察到來自離散區(qū)域的發(fā)光而基本上無來自基質(zhì)的發(fā)光。有利地，發(fā) 光基團(tuán)部分保留在離散區(qū)域中，因?yàn)樗鼈冩I合到芳族聚酯。在一個(gè)特定實(shí)施方案中，離散區(qū) 域占透射轉(zhuǎn)換器體積的0. 5-50體積％、例如1-20體積％、例如1-5體積％。
[0032] 第一聚合物基質(zhì)可不僅包含含有第二聚合物的離散區(qū)域，而且可還包含其它組 分。任選地，除具有發(fā)光官能團(tuán)的第二聚合物外，所述基質(zhì)可還含有其它發(fā)光材料（因此即 除離散區(qū)域所包含的發(fā)光材料以外）。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述其它發(fā)光材料包括無機(jī)發(fā) 光材料，其選自基于鑭系元素的發(fā)光材料、基于過渡金屬的發(fā)光材料和量子點(diǎn)材料。因此， 可應(yīng)用例如從固態(tài)照明或從低壓或高壓燈或從等離子體應(yīng)用中已知的無機(jī)發(fā)光材料。例如 可應(yīng)用的無機(jī)材料為三價(jià)鈰摻雜的石榴石體系如YAG: Ce3+、二價(jià)Eu摻雜的硫代鎵酸鹽類如 SrGa2S4 = Eu2+和硫化物類如SrS: Eu2+，所有均是本領(lǐng)域公知的（參見例如US 7, 115, 217或 US 6, 850, 002)。還可應(yīng)用量子點(diǎn)（QD)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)換器可還含有結(jié)構(gòu)如顆 粒，像含Al2O 3的顆粒和/或含TiO2的顆粒和/或含BaSO4的顆粒，以例如促進(jìn)光從轉(zhuǎn)換器 的提取。然而，在一個(gè)特定實(shí)施方案中，離散區(qū)域基本上由第二聚合物構(gòu)成。也可應(yīng)用此類 添加劑如發(fā)光材料與反射材料的組合。
[0033] 第二聚合物如上所示包括芳族聚酯。發(fā)光官能團(tuán)通過向芳族聚酯分子中結(jié)合 (incorporate)有機(jī)染料來獲得。術(shù)語"結(jié)合"指有機(jī)染料與芳族聚酯之間的一個(gè)或多個(gè) 共價(jià)鍵。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)光基團(tuán)部分中的一種或多種為芳族聚酯的主鏈的一部 分。或者或此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)光基團(tuán)部分中的一種或多種是連接到芳族聚酯主鏈 上的化學(xué)連接（官能團(tuán)）。
[0034] 尤其是，芳族聚酯是基于PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）或PEN(聚萘二甲酸乙二 醇酯）的。這尤其意味著所述芳族聚酯具有PET或PEN主鏈，但還在主鏈中包括發(fā)光基團(tuán)部 分和/或包括發(fā)光基團(tuán)部分作為官能團(tuán)（化學(xué)連接到主鏈）。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET) 聚合物的一個(gè)實(shí)例是例如PETG (乙二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）。因此，第一聚合物 尤其是不基于PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯）的。
[0035] 芳族聚酯優(yōu)選構(gòu)造為熱塑性聚合物，任選地還具有可交聯(lián)的基團(tuán)。此外，第一聚合 物優(yōu)選構(gòu)造為熱塑性聚合物。任選地，第一聚合物也可另外包含可交聯(lián)的基團(tuán)。
[0036] 術(shù)語"發(fā)光基團(tuán)部分"用于指發(fā)光物質(zhì)可結(jié)合在聚合物主鏈或聚合物鏈中，或者可 作為聚合物主鏈或聚合物鏈的側(cè)基或官能團(tuán)存在。當(dāng)然，在一個(gè)特定實(shí)施方案中，芳族聚酯 鏈可既包含主鏈內(nèi)的發(fā)光基團(tuán)部分又包含連接到主鏈的發(fā)光基團(tuán)部分。術(shù)語"發(fā)光基團(tuán)部 分"也可涉及多個(gè)發(fā)光基團(tuán)部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族酯選自線型 聚合物、（超）支化聚合物、交聯(lián)聚合物、星型聚合物、樹枝狀聚合物、無規(guī)共聚物、交替共聚 物、接枝共聚物、嵌段共聚物和三元共聚物。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施方案中，相對(duì)于第二聚合物的總重量計(jì)，第二聚合物中發(fā)光基團(tuán)部分 的含量為10重量％或以下，例如1重量％或以下，例如〇. 1-10重量％，如〇. 2-5重量％。
[0038] 有機(jī)發(fā)光材料或有機(jī)染料目前正被考慮用于遠(yuǎn)程發(fā)光材料應(yīng)用，其中藍(lán)色發(fā)光二 極管被用來泵浦例如綠到紅色發(fā)光材料以獲得白光。與無機(jī)發(fā)光材料相比，有機(jī)發(fā)光材料 可具有許多優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光光譜的位置和帶寬可容易地設(shè)計(jì)為在可見區(qū)中的任何地方以獲得高 的功效。其也可顯示出低得多的光散射和更高的量子效率，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。此 夕卜，由于其有機(jī)和可持續(xù)性質(zhì)，故它們可比無機(jī)LED發(fā)光材料便宜若干數(shù)量級(jí)而使得它們 可用于大范圍的應(yīng)用中。有機(jī)發(fā)光材料在本文中也被指示為有機(jī)染料。
[0039] 此類有機(jī)發(fā)光材料或染料有幾乎無限的品種。相關(guān)實(shí)例有茈類（如獲自德國路 德維希港（Ludwigshafen)BASF公司的商品名Lumogen的已知染料：Lumogen F2400range、 Lumogen F300Red、Lumogen F305Red、Lumogen F083Yellow、Lumogen F170Yellow、Lumogen F850Green)、來自印度孟買 Neelikon Food Dyes&Chemical Ltd.公司的 Yellow 172,和 可得自許多經(jīng)銷商的染料如香豆素類（例如，Coumarin 6、Coumarin 7、Coumarin 30、 Coumarin 153、Basic Yellow 51)、萘醜亞胺類（例如 Solvent Yellow IKSolvent Yellow 116)，F(xiàn)luorol 7GA、批陡類（例如批陡 I)、批咯甲川類（例如 Pyrromethene 546、 Pyrromethene 567)、突光素鈉、羅丹明類（例如 Rhodamine 110、Rhodamine B、Rhodamine 6G、Rhodamine 3B、Rhodamine 101、Sulphorhodamine 101、Sulphorhodamine 640、Basic Violet IUBasic Red 2)、花青類（例如酞菁、DCM)、芪類（例如雙-MSB、DPS)。可使用若 干其它染料如酸性染料、堿性染料、直接染料和分散染料，只要它們對(duì)預(yù)期的用途顯示出足 夠高的熒光量子產(chǎn)率即可。因此，發(fā)光基團(tuán)部分中的一個(gè)或多個(gè)可包含茈基團(tuán)，甚至更尤其 是發(fā)光基團(tuán)部分中的一個(gè)或多個(gè)基本上由茈基團(tuán)構(gòu)成。尤其是，發(fā)光基團(tuán)部分中的一個(gè)或 多個(gè)被構(gòu)造為在被藍(lán)光和/或紫光激發(fā)時(shí)發(fā)生紅色發(fā)光。
[0040] 可應(yīng)用的特別感興趣的有機(jī)材料包含例如類似于例如BASF Lumogen 83 (綠色發(fā) 光）、BASF Lumogen F170 (黃色發(fā)光）、BASF Lumogen F 240 (澄色發(fā)光）和 BASF Lumogen F 300 或 F305(紅色發(fā)光）以及 Lumogen F Red 305 或 Lumogen F Blue 650 的茈結(jié)構(gòu)。因 此，第二聚合物可例如包含一種或多種茈衍生物。任選地，所述染料包括具有長的衰減時(shí)間 如數(shù)小時(shí)的磷光染料，其可在沒有（足夠）日光的過程中用于照明。
[0041] 然而，這樣的染料本身不是光化學(xué)穩(wěn)定的并將降解。其光化學(xué)穩(wěn)定性可通過將其 帶入芳族聚酯中加以改善。然而，顯示出剩余吸收的芳族聚酯不能以厚層使用，因?yàn)榇耸Ｓ?吸收將導(dǎo)致降低的系統(tǒng)效率。更期望使用聚合物如PPM或PC。然而，在這樣的基質(zhì)中，發(fā) 光染料的光化學(xué)穩(wěn)定性看起來相當(dāng)?shù)?。因此，本發(fā)明提供了一種針對(duì)這些問題的解決方案。
[0042] 取決于光源（參見上文）的光的類型，發(fā)光基團(tuán)部分可例如包含綠色和紅色發(fā)光 材料的組合或者黃色和紅色發(fā)光材料的組合等。在施加（主要）發(fā)生紫光的光源的情況 下，可應(yīng)用藍(lán)色、綠色和紅色發(fā)光基團(tuán)部分的組合或者藍(lán)色、黃色和紅色發(fā)光基團(tuán)部分的組 合等。在一個(gè)實(shí)施方案中，照明設(shè)備被構(gòu)造為基于光源光和轉(zhuǎn)換器的組合來發(fā)生白光。光 源光可或本上被轉(zhuǎn)換（在紫光的情況下）或貢獻(xiàn)于照明設(shè)備光（在藍(lán)光的情況下）。
[0043] 如上所指出，第一聚合物是高度透明的。此外，尤其是，第一聚合物與芳族聚酯化 學(xué)上不同。因此，第一聚合物尤其不是基于PEN或PET的。一般來說，第一聚合物的化學(xué)組 成與第二聚合物的組成大為不同。另外，一般來說，第一聚合物基質(zhì)的化學(xué)組成與離散區(qū)域 不同（即使不管發(fā)光基團(tuán)部分如何）。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一聚合物包含第一 聚合物而所述第二聚合物包含第二聚合物，并且所述第一和第二聚合物大為不同。一般來 說，任何不基于PET或不基于PEN的聚合物均分別與PET和PEN不相容。因此特別地是，第 一聚合物不是基于PEN的并且不是基于PET的。
[0044] 波長轉(zhuǎn)換分子的穩(wěn)定性和壽命可通過將它們結(jié)合在芳族聚酯基質(zhì)中而加以改善 (也參見W02012042438,其以引用方式并入本文）。然而，將波長轉(zhuǎn)換部分共價(jià)連接到聚合 物材料會(huì)更進(jìn)一步地改善壽命。因此，通過例如降低波長轉(zhuǎn)換分子的運(yùn)動(dòng)性并由此也減少 波長轉(zhuǎn)換分子的光化學(xué)降解，避免了其淬滅時(shí)的聚集。本發(fā)明人已驚奇地發(fā)現(xiàn)，半結(jié)晶聚合 物如芳族聚酯特別適用于此目的，因?yàn)樗鼈冊诮Y(jié)晶后具有相當(dāng)?shù)偷难鯘B透性。
[0045] 本發(fā)明的構(gòu)思在于能夠產(chǎn)生尤其是具有較厚形狀系數(shù)（厚于Imm)并仍具有高透 射率的光轉(zhuǎn)換器，這樣的光轉(zhuǎn)換器可用如注塑的技術(shù)產(chǎn)生，在其中發(fā)光分子具有良好的光 化學(xué)穩(wěn)定性。制造芳族聚酯與高度透射的第一聚合物的不相容共混物使得共混物能夠加工 成較厚的形式（高于Imm)而芳族聚酯基質(zhì)負(fù)責(zé)良好的光化學(xué)穩(wěn)定性。這導(dǎo)致具有良好穩(wěn) 定性的高度透射光轉(zhuǎn)換器。將發(fā)光分子共價(jià)連接到聚酯是特別有利的，并可使得發(fā)光分子 與高度透射的第一聚合物不能混溶。這樣，發(fā)光分子將保留在芳族聚酯中而不進(jìn)入在其中 其穩(wěn)定性更差的另一聚合物中。
[0046] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，透射聚合物為顯示出高透射率的聚合物。優(yōu)選在 400-700nm的波長范圍中平均吸收小于5% /_、更優(yōu)選小于2% /_、尤其是小于1% / mm(每mm聚合物厚度）。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，第一聚合物為在400-700nm的波長范圍 中具有小于5% /_、更優(yōu)選小于2% /_、最優(yōu)選小于1% /mm的吸收的聚合物。注意，第一 聚合物的透射率和吸收與第一聚合物本身有關(guān)，而與轉(zhuǎn)換器的透射無關(guān)。尤其是，在整個(gè)波 長范圍400-700nm上，（第一聚合物的）最大吸收小于20% /mm、甚至更尤其是小于10% / mm。透射⑴和吸收㈧以A = Ι-To/Ti相關(guān)，其中Ti為撞擊在物品（如第一聚合物或轉(zhuǎn) 換器）上的可見光的強(qiáng)度而To為在所述物品的另一側(cè)處逸出的光的強(qiáng)度。
[0047] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，聚合物材料可有利地包含聚酯。在本發(fā)明的實(shí)施方案中， 波長轉(zhuǎn)換基團(tuán)部分可源自茈。
[0048] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，具有聚合物主鏈的聚合物材料可包括包含波長轉(zhuǎn)換基團(tuán) 部分的無規(guī)聚酯共聚物，所述無規(guī)聚酯共聚物可包含具有以下通式I^rvrvn4的至少兩種 不同的重復(fù)單元：
[0049]

【權(quán)利要求】
1. 一種照明設(shè)備（1)，其包括： (a) 用于產(chǎn)生光源光（110)的光源（100)，和 (b) 轉(zhuǎn)換器（200)，其中所述轉(zhuǎn)換器（200)包含第一聚合物基質(zhì)（201)，所述基質(zhì)（201) 含有離散區(qū)域（210)，所述離散區(qū)域（210)包含具有發(fā)光官能團(tuán)的第二聚合物（211)，其中 所述第二聚合物（211)包括包含發(fā)光基團(tuán)部分（212)的芳族聚酯， 其中所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上不同，并且 其中所述轉(zhuǎn)換器（200)輻射耦合到所述光源（100)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備（1)，其中所述發(fā)光基團(tuán)部分（212)中的一種或多 種包含茈基團(tuán)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備（1)，其中所述發(fā)光基團(tuán)部分（212)中 的一種或多種為所述芳族聚酯的主鏈的一部分。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備（1)，其中所述發(fā)光基團(tuán)部分（212)中 的一種或多種化學(xué)連接到所述芳族聚酯的主鏈。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備（1)，其中所述第一聚合物包括選自 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）、PS(聚苯乙烯）和PC(聚碳酸酯）的聚合物，并且其中所述芳 族聚酯是基于PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）的或基于PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯）的。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備（1)，其中所述包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳 族聚酯選自線型聚合物、（超）支化聚合物、交聯(lián)聚合物、星型聚合物、樹枝狀聚合物、無規(guī) 共聚物、交替共聚物、接枝共聚物、嵌段共聚物和三元共聚物。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備（1)，其中所述離散區(qū)域（210)占所述 轉(zhuǎn)換器體積的〇. 5-50體積％。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備（1)，其中所述第二聚合物中發(fā)光基團(tuán) 部分（212)的含量為10重量％或更少。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備（1)，其中所述光源（100)包括固態(tài)光 源，并且其中所述發(fā)光基團(tuán)部分（212)中的一種或多種包含茈基團(tuán)，其中所述第一聚合物 包括選自PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）、PS (聚苯乙烯）和PC(聚碳酸酯）的聚合物，并且其中 所述芳族聚酯是基于PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）的或基于PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯） 的。
10. -種用于將光轉(zhuǎn)換為發(fā)光的轉(zhuǎn)換器（200)，其中所述轉(zhuǎn)換器（200)包括第一聚合物 基質(zhì)（201)，所述基質(zhì)（201)含有離散區(qū)域（210)，所述離散區(qū)域（210)包含具有發(fā)光官能 團(tuán)的第二聚合物（211)，其中所述第二聚合物（211)包括包含發(fā)光基團(tuán)部分（212)的芳族聚 酯，并且其中所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上不同。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器（200)，其中所述第一聚合物為在400-700nm的波 長范圍中具有小于5% /mm的吸收的聚合物。
12. -種提供轉(zhuǎn)換器的方法，所述方法包括（a)提供包含發(fā)光基團(tuán)部分（212)的芳族聚 酯和第一聚合物，其中所述第一聚合物與所述芳族聚酯化學(xué)上不同，（b)在所述第一聚合物 中共混所述包含發(fā)光基團(tuán)部分（212)的芳族聚酯，并任選地成形如此獲得的產(chǎn)物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯為交聯(lián)的包 含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在所述第一聚合物 中共混所述包含發(fā)光基團(tuán)部分的芳族聚酯并將如此獲得的產(chǎn)物模塑成模塑轉(zhuǎn)換器（200)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述包含發(fā)光基 團(tuán)部分的芳族聚酯與所述第一聚合物模塑成模塑轉(zhuǎn)換器（200)。
【文檔編號(hào)】C09K11/06GK104350126SQ201380030283
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
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