用于固态照明的高度稳定QD-复合物和通过无引发剂的聚合制作所述QD-复合物的方法技术

本发明专利技术提供一种照明设备（1），包括（i）光源（10），其被配置成生成光源光（11）；和（ii）光转换体（100），其被配置成将光源光（11）的至少一部分转换成可见的转换体光（121），其中光转换体（100）包括具有嵌入在聚合基质材料（110）中的光转换体纳米颗粒（120）的聚合基质材料（110），其中聚合基质材料（110）基于基可聚合单体，并且其中聚合基质材料（110）包含相对于聚合基质材料（110）的总重量的等于或小于5 ppm的基于基引发剂的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于固态照明的高度稳定QD-复合物和通过无引发剂的聚合制作所述QD-复合物的方法
本专利技术涉及一种照明设备，包括（i）光源，其被配置成生成光源光；以及（ii）光转换体，其被配置成将光源光的至少一部分转换成可见的转换体光。本专利技术还涉及一种液晶显示器设备，其包括具有这样的照明设备的背光照明单元。另外，本专利技术涉及光转换体本身，以及一种用于产生这样的光转换体的方法。
技术介绍
基于量子点（QD）的照明在本领域中是已知的。例如，WO2012021643描述了涉及用于照明应用的量子点结构的系统和方法。特别地，为了期望的光学性质而合成量子点和含量子点（包括不同波长量子点的混合物）的墨并且将其与LED源集成以创建三色白光源。LED源可以以各种方式与量子点集成，包括通过使用填充有含量子点的墨的小毛细管或适当地放置在光学系统内的含量子点的膜。这些系统可以导致经改进的显示器，其特征在于较高的色域、较低的功耗和降低的成本。例如，该文档描述了一种生成三色白光的方法，包括使来自光源的光与光学材料接触，所述光源能够发射蓝光，所述光学材料包括基质材料以及能够发射绿光的第一量子点和能够发射红光的第二量子点，其中在光学材料中第一量子点与第二量子点的重量百分比的比在从大约9:1到大约2:1的范围中；以及从来自光源的光、来自第一量子点的光和来自第二量子点的光的组合生成三色白光。
技术实现思路
诸如量子点（QD）之类的纳米颗粒可以具备使其成为使用在固态照明中的高级发光材料的性质。在此以下，具有给出（可见）发光的能力的诸如量子点之类的纳米颗粒也被指示为“光转换体纳米颗粒”。它们可以例如使用在将蓝光转换成其它颜色中，以用于获得具有高效力的高质量白光。诸如QD之类的纳米颗粒具有窄发射带和通过使颗粒的大小变化的颜色可调谐性的优点。对于它们在固态照明中的应用而言，可能必需的是，将光转换体纳米颗粒嵌入在诸如聚合物之类的透射固体基体中。获得这样的包含光转换体纳米颗粒的聚合物基体的方式之一是首先制作诸如丙烯酸酯和硫醇烯系统中的一个或多个之类的自由基可聚合单体与光转换体纳米颗粒的混合物。为了引发单体的聚合，可以将可以热激活或光化学激活的引发剂添加到混合物。基引发剂一般具备具有小键离解能的弱键，可以在诸如加热和UV辐照之类的温和条件下产生基物种，并且引发丙烯酸酯、乙烯基和硫醇烯系统的自由基聚合。热引发剂的示例是过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈（AIBN）（还进一步参见下文）。附加于或者替换于这样的偶氮引发剂，也可以使用过氧化物引发剂。另外，附加于或者替换于这样的引发剂，也可以使用诸如α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮之类的光引发剂。虽然这样的基可以引发聚合，但是它们也可以消极地影响光转换体纳米颗粒。它们可以通过减小光转换体纳米颗粒的量子效率和稳定性二者来猝灭光转换体纳米颗粒的发射。因此，本专利技术的一方面是提供一种照明设备和/或（用于这样的照明设备的）光转换体，其优选地还至少部分地消除以上描述的缺陷中的一个或多个。在此我们提出使用可以在没有引发剂或引发剂的浓度极其低的情况下聚合的系统。然而，看起来，在这样的低引发剂浓度下，聚合容易被所存在的氧气所终止。为此目的，我们还特别提出基本上移除可能导致对单体混合物的聚合的抑制的所有氧气。在这样的系统中，自由基仍然看起来似乎通过例如辐射（可选地同时加热）来形成，甚至利用具有在250-470nm的范围中的波长的辐射，诸如300-460nm、诸如至少300nm，比如365nm。例如，光可以生成可以导致（在基本上没有基引发剂的情况中的）系统的聚合的链式反应。我们惊喜地发现，在没有引发剂或极其低量的引发剂的情况下产生的系统示出比利用预期量的基引发剂产生的系统高三个数量级的稳定性。因此，我们在本文中提出作为用于例如固态照明的光转换材料的具有高稳定性的包含光转换体纳米颗粒的无引发剂聚合的系统的系统（另外还被指示为“光转换体”）和用于产生这样的光转换体的方法。因此，在第一方面中，本专利技术提供一种照明设备（“设备”），包括：-光源，其被配置成生成光源光，-光转换体，其被配置成将光源光的至少一部分转换成可见的转换体光，其中光转换体包括具有嵌入在聚合基质材料中的光转换体纳米颗粒的聚合基质材料，其中聚合基质材料基于基（光引发剂）可聚合单体，并且其中聚合基质材料包含相对于聚合基质材料的总重量的大于0ppm并且等于或者小于5ppm的基于基引发剂的材料。特别地，光转换体通过封装来包封，其中封装被配置成降低光转换体对O2的暴露。光转换体和装封的组合在本文中也被指示为光转换体单元。如以上所指示的，这样的光转换体具有比预期的好得多的光学性质并且具有光学性质，特别是就稳定性而言，其比在存在大量的基引发剂的情况下大得多。令人惊喜的是，甚至在没有基引发剂的情况下，基可聚合单体看起来在利用光的辐照时和/或由于热学加热、特别地由于利用光的辐照、特别是UV光而形成聚合物。令人惊喜的是，在没有光引发剂的情况下，聚合（基本上）在诸如365nm之类的长波长辐照处发生。聚合反应可以在UV暴露步骤期间开始，并且然后在加热阶段期间，或在暴露于诸如蓝光之类的来自转换体纳米颗粒的发射光期间继续。暴露于蓝色可以导致膜中的温度由于＜100%量子产率而上升，这意味着由量子点吸收的光子中的一些的能量作为热量被释放。这可以（进一步）导致聚合。本专利技术因此允许制作基本上不具有光引发剂的系统，其导致具有更稳定的光学性质的更稳定的系统。作为时间的函数的发光强度对于根据本专利技术的系统而言比具有大幅更高量的光引发剂的系统稳定得多。因此，在另外的方面中，本专利技术还提供这样的光转换体本身。照明设备可以是例如以下各项的一部分或者可以应用在以下各项中：办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、局部照明系统、剧场照明系统、光纤应用系统、投影系统、自点亮显示器系统、像素化显示器系统、分段显示器系统、警告标志系统、医学照明应用系统、指示器标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、温室照明系统、园艺照明或者LCD背光照明。如以上所指示的，照明单元可以用作LCD显示器设备中的背光照明单元。因此，本专利技术还提供一种LCD显示器设备，其包括如本文所限定的被配置为背光照明单元的照明单元。在另外的方面中，本专利技术还提供一种包括背光照明单元的液晶显示器设备，其中背光照明单元包括如本文所限定的一个或多个照明设备。优选地，光源是在操作期间至少发射（光源光）从200-490nm的范围选择的波长处的光的光源，特别是在操作期间至少发射从400-490nm的范围选择的波长处的光的光源，甚至更特别地在440-490nm的范围中。该光可以部分地被光转换体纳米颗粒使用（还进一步参见下文）。因此，在特定实施例中，光源被配置成生成蓝光。在特定实施例中，光源包括固态LED光源（诸如LED或者激光二极管）。术语“光源”也可以涉及多个光源，诸如2-20个（固态）LED光源。因此，术语LED也可以是指多个LED。本文中的术语白光对于本领域技术人员是已知的。其特别涉及具有在大约2000和20000K之间特别是2700-20000K的相关色温（CCT）的光，以用于特别地在大约2700K和6500K的范围中的一般照明，以及以用于特别地在大约7000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明设备（1），包括：‑ 光源（10），其被配置成生成光源光（11），‑ 光转换体（100），其被配置成将光源光（11）的至少一部分转换成可见的转换体光（121），其中光转换体（100）包括具有嵌入在聚合基质材料（110）中的光转换体纳米颗粒（120）的聚合基质材料（110），其中聚合基质材料（110）基于基可聚合单体，其中聚合基质材料（110）包含相对于聚合基质材料（110）的总重量的等于或小于5 ppm的基于基引发剂的材料，并且其中光转换体（100）被封装（400）包封，其中封装（400）被配置成降低光转换体（100）对O2的暴露。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.06 US 61/6799561.一种照明设备（1），包括：-光源（10），其被配置成生成光源光（11），-光转换体（100），其被配置成将光源光（11）的至少一部分转换成可见的转换体光（121），其中光转换体（100）包括具有嵌入在聚合基质材料（110）中的光转换体纳米颗粒（120）的聚合基质材料（110），其中聚合基质材料（110）基于基可聚合单体，其中聚合基质材料（110）包含相对于聚合基质材料（110）的总重量的大于0ppm并且等于或小于5ppm的基于基引发剂的材料，并且其中光转换体（100）被封装（400）包封，其中封装（400）被配置成降低光转换体（100）对O2的暴露。2.根据权利要求1的照明设备（1），其中聚合基质材料（110）选自包括以下各项的组：聚乙烯聚合物、聚丙烯酸酯聚合物和硫醇烯聚合物。3.根据前述权利要求中的任一项的照明设备（1），其中光转换体（100）由O2和H2O不可渗透的封装来包封。4.根据权利要求1或2的照明设备（1），其中光转换体纳米颗粒（120）选自包括以下各项的组：CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs和InAlPAs纳米颗粒，并且其中光转换体（100）包括相对于光转换体（100）的总重量的0.001-25wt.%光转换体纳米颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庶，MG伊凡，RAM希克梅特，CA布里恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，QD视觉有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL