波长转换元件制造技术

一种波长转换元件(110)，其包含具有聚合物骨架的聚合材料，该聚合材料包含波长转换部分，其中所述波长转换部分适于将第一波长的光转换成第二波长的光，并且其中所述波长转换部分共价连接至聚合物骨架和/或共价结合入聚合物骨架中。通过将波长转换部分共价连接至聚合材料上可以提高聚合材料中包含的波长转换分子的稳定性和寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】波长转换元件专利
本专利技术涉及包含聚合材料的波长转换元件，所述聚合材料含有磷光体，并且涉及包含这样的光转换元件的发光装置。专利技术背景基于发光二极管(LED)的照明装置正越来越多地用于各种各样的照明应用中。LED提供优于传统光源(如白炽灯和荧光灯)的益处，包括寿命长、光效高、工作电压低和快速调节光通量输出。有效的高功率LED经常基于蓝色发光材料。为了产生具有期望颜色(例如白色)输出的基于LED的照明装置，可以使用合适的波长转换材料(通常被称为磷光体)，其将部分由LED发出的光转换成更长波长的光，以便产生具有所期望的光谱特性的光组合。波长转换材料可以直接应用到LED芯片(die)上，或其可以以距磷光体的一定距离布置(所谓的远程配置)。许多无机材料已被用作用于将由LED发出的蓝光转换为更长波长的光的磷光体材料。然而，无机磷光体具有其相对昂贵的缺点。此外，无机磷光体是光散射粒子，因此始终反射部分入射光，这导致器件的效率损失。此外，无机LED磷光体具有有限的量子效率和相对宽的发射光谱，特别是对于发红光的LED磷光体，这导致额外的效率损失。目前，正在考虑在LED中用有机磷光体材料替代无机磷光体，其中将蓝光转换为黄/橙光是理想的，例如，用于实现白光输出。有机磷光体具有能够容易地相对于位置和带宽调节其发光光谱的优点。有机磷光体材料经常也具有高度的透明度，这是有利的，因为与使用更多的光吸收和/或反射磷光体材料的系统相比提高了照明系统的效率。此外，有机磷光体比无机磷光体便宜得多。然而，由于有机磷光体对于在LED的电致发光活动过程中所生成的热敏感，有机磷光体主要用在远程配置装置中。阻碍有机磷光体材料在基于远程磷光体LED的照明系统中应用的主要缺点是其光化学稳定性差。已经观察到有机磷光体在空气存在下用蓝光照射时迅速降解。US2007/0273274(Horiuchi等人)公开了包含发光装置并包含布置在气密空腔内的有机磷光体的半透明叠层板。该空腔在其中真空或惰性气体的环境气氛中氧浓度保持在100ppm和优选在20ppm或更低的状态下用有机磷光体填充，以避免磷光体的劣化。然而，在这样的低氧浓度下执行此操作是困难和昂贵的。因此，在本领域中仍然有对于采用有机磷光体材料的改进发光装置的需求。专利技术概述鉴于以上所述的和其他的现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供包含寿命延长的磷光体的波长转换元件。根据本专利技术的第一个方面，通过包含具有聚合物骨架的聚合材料的波长转换元件实现了这个和其他目的，所述聚合材料包含波长转换部分，其中波长转换部分适于将第一波长的光转换成第二波长的光，并且其中波长转换部分共价连接至聚合物骨架和/或共价结合入聚合物骨架中。本专利技术是基于认识到：通过共价连接波长转换分子至聚合材料上可以获得聚合材料中包含的波长转换分子提高的稳定性和寿命。由此，降低了波长转换分子的移动性，并且由此还降低了波长转换分子的光化学降解，因为避免了例如通过聚集引起的波长转换分子的淬灭。可以通过将其结合入聚合材料中来提高有机磷光体材料的稳定性，并且最近在未公开的申请(EP10181066.1)中已经对此有进一步的描述，其在此通过引用并入本文中。专利技术人令人惊讶地发现半结晶聚合物，如芳族聚酯，对于这个目的特别有用，因为它们在结晶后具有相对低的氧渗透性。当应用于半结晶聚合物中时，共价连接发光分子的专利技术构思是特别有利的，因为降低了发光分子的移动性并由此避免该发光分子从晶体区域中推出而朝向例如具有聚合物末端的区域或具有杂质的区域，或者朝向彼此，这可能在半结晶聚合物的结晶过程中发生，并且因此可能降低发光分子的寿命和甚至产生其浓度猝灭(concentrationquenching)。根据本专利技术，聚合材料包含聚酯或聚烯烃。根据本专利技术，波长转换部分源自苝。在本专利技术的实施方案中，具有聚合物骨架的聚合材料可以包含无规聚酯共聚物，其包含波长转换部分，无规聚酯共聚物可以包含以下通式n1、n2、n3、n4的至少三种不同的重复单元：其中重复单元可以沿着聚合物骨架的长度随机分布，其中AA可以选自以下第一组芳族部分：其中BB可以选自以下：-(CH2)2-、-(CH2)4-或其中CC和DD可以是具有以下通式I、II或III之一的波长转换部分：其中G1可以是直链或支链烷基基团或含氧烷基基团CnH2n+1Om，n是1至44的整数和m<n/2，或是Y，或是连接基团；A和C各自可以独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数；B、J和Q可以各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；G2、G3、G4和G5可以各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数，或是X，或是连接基团；G2和G3可以各自独立地是C1至C12，优选C1至C6的直链、直链或环状烷氧基基团，任选通过氧键合；D和M可以各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数；E、I和L可以各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；和T、T’、R、R’可以各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、烷氧基、芳氧基、氰基CO2RxOCORx或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数和Rx为芳基或饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；并且其中每个波长转换部分在位置：G1、G2、G3、G4、G5、E、I、L、B、J、Q、T、T’、R、R’的任意两处可以包含两个连接基团，该连接基团提供波长转换部分与无规共聚物骨架的酯和/或醇官能团的共价连接，以及其中所述无规聚酯共聚物包含所述重复单元n1、n3和n4的混合物或者包含所述重复单元n1、n2和n4的混合物，所述重复单元沿着所述聚合物骨架的长度随机分布，并且通式n1和n3的重复单元的总数大于通式n2和n4的重复单元的总数。由此，波长转换部分可以结合入无规共聚物骨架中。可以通过控制包含波长转换部分的重复单元(即，通式n2和n4的重复单元)相对于通式n1和n3的重复单元的总量的量，按照期望来调整无规聚酯共聚物中波长转换部分的含量。通常，在无规聚酯共聚物的骨架中，通式n1和n3的重复单元的总数大于通式n2和n4的重复单元(这两者都可以包含波长转换部分)的总数。在本专利技术的实施方案中，无规聚酯共聚物可以包含重复单元n1、n3和n4(如以上给出的)的混合物，重复单元可以沿着聚合物骨架的长度随机分布，聚合物骨架中通式n1和n3的重复单元的总数可以大于通式n4的重复单元的总数。在本专利技术的实施方案中，无规聚酯共聚物可以是重复单元n1、n2和n4(如以上给出的)的混合物，重复单元可以随机地沿着聚合物骨架的长度分布，聚合物骨架中通式n1的重复单元的总数可以大于通式n2和n4的重复单元的总数。在本专利技术的实施方案中，无规聚酯共聚物可以包含通式n1、n2、n3和n4(如以上给出的)中的至少两种不同重复单元的重复单元，其中AA可以是以下芳族部分：在本专利技术的实施方案中，具有聚合物骨架的聚合材料可以包含无规聚烯烃共聚物，其包含波长转换部分，无规聚烯烃共聚物可以包含以下通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长转换元件(110)，其包含具有聚合物骨架的聚合材料，所述聚合材料包含波长转换部分，其中所述波长转换部分适于将第一波长的光转换成第二波长的光，并且其中所述波长转换部分与所述聚合物骨架共价连接，其中所述具有聚合物骨架的聚合材料包含含有所述波长转换部分的无规聚酯共聚物，其包，所述无规聚酯共聚物包含以下通式n1、n2、n3、n4的至少两种不同的重复单元：其中所述重复单元沿着所述聚合物骨架的长度随机分布，其中AA选自以下第一组芳族部分：其中BB选自以下：?(CH2)2?、?(CH2)4?或其中CC和DD是具有以下通式I、II或III之一的所述波长转换部分：其中G1是直链或支链烷基基团或含氧烷基基团CnH2n+1Om，n是1至44的整数和m＜n/2，或是Y，或是连接基团；A和C各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数；B、J和Q各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；G2、G3、G4和G5各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数，或是X，或是连接基团；G2和G3可以各自独立地是C1至C12，优选C1至C6的直链、支链或环状烷氧基基团，任选地通过氧键合；D和M各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数；E、I和L各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；和T、T’、R、R’各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、烷氧基、芳氧基、氰基CO2RxOCORx或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数和Rx为芳基或饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；并且其中每个波长转换部分在任何两个位置：G1、G2、G3、G4、G5、E、I、L、B、J、Q、T、T’、R、R’包含两个连接基团，所述连接基团提供所述波长转换部分与所述聚合物骨架的酯和/或醇官能团的共价连接。FPA0000183104030000011.tif,FPA0000183104030000012.tif,FPA0000183104030000013.tif,FPA0000183104030000021.tif...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.13 EP 11173793.8;2011.07.13 US 61/507,1421.一种波长转换元件(110)，其包含具有聚合物骨架的聚合材料，所述聚合材料包含波长转换部分，其中所述波长转换部分适于将第一波长的光转换成第二波长的光，并且其中所述波长转换部分与所述聚合物骨架共价连接，其中所述具有聚合物骨架的聚合材料包含含有所述波长转换部分的无规聚酯共聚物，所述无规聚酯共聚物包含以下通式n1、n2、n3、n4的至少三种不同的重复单元：其中所述重复单元沿着所述聚合物骨架的长度随机分布，其中AA选自以下第一组芳族部分：其中BB选自以下：-(CH2)2-、-(CH2)4-或其中CC和DD是具有以下通式I或II之一的所述波长转换部分：其中G1是直链或支链烷基基团或含氧烷基基团CnH2n+1Om，n是1至44的整数和m<n/2，或是Y，或是连接基团；A和C各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数；B、J和Q各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；G2、G3、G4和G5各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数，或是X，或是连接基团；G2和G3可以各自独立地是C1至C12的直链、支链或环状烷氧基基团，任选地通过氧键合；D和M各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数；E、I和L各自独立地是氢、氟、甲氧基或未取代的饱和烷基基团CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；和T、R各自独立地是氢、异丙基、叔丁基、氟、烷氧基、芳氧基、氰基CO2RxOCORx或未取代的饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数和Rx为芳基或饱和烷基CnH2n+1，n为1至16的整数，或是连接基团；并且其中每个波长转换部分在任何两个位置：G1、G2、G3、G4、G5、E、I、L、B、J、Q、T、R包含两个连接基团，所述连接基团提供所述波长转换部分与所述聚合物骨架的酯和/或醇官能团的共价连接。2.根据权利要求1的波长转换元件(110)，其中G2和G3可以各自独立地是C1至C6的直链、支链或环状烷氧基基团，任选地通过氧键合。3.根据权利要求1的波长转换元件(110)，其中所述无规聚酯共聚物包含所述重复单元n1、n3和n4的混合物，所述重复单元沿着所述聚合物骨架的长度随机分布，并且聚合物骨架中通式n1和n3的重复单元的总数大于通式n4的重复单元的总数。4.根据权利要求1的波长转换元件(110)，其中所述无规聚酯共聚物包含所述重复单元n1、n2和n4的混合物，所述重复单元沿着所述聚合物骨架的长度随机分布，并且聚合物骨架中通式n1的重复单元的总数大于通式n2和n4的重复单元的总数。5.根据权利要求1至3中任一项的波长转换元件(110)，其中AA是以下芳族部分：6.根据权利要求1的波长转换元件(110)，所述无规聚酯共聚物包含选自通式n1、n2、n3和n4的第一重复单元和包含选自通式n1、n2、n3和n4的第二重复单元，其中通式n2、n4的第一重复单元包含通式I或II的第一波长转换部分，和其中通式n2、n4的第二重复单元包含通式I或II的第二波长转换部分，其中所述第一和第二波长转换部分是不同的。7.一种波长转换元件(110)，其包含具有聚合物骨架的聚合材料，所述聚合材料包含波长转换部分，其中所述波长转换部分适于将第一波长的光转换成第二波长的光，并且其中所述波长转换部分与所述聚合物骨架共价连接，其中所述具有聚合物骨架的聚合材料包括含有所述波长转换部分的无规聚烯烃共聚物，所述无规聚烯烃共聚物包含以下通式m1和m2的至少两种不同的重复单元：其中X1独立地是氢、氟、氯、甲基或乙基；X2独立地是氢、甲基、氢氧化基团、醋酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·卢伯，R·A·M·希克梅特，R·T·韦格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：