CN104350126A - 具有含发光基团部分的聚合物的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种照明设备，其包括(a)用于产生光源光的光源和(b)光转换器，其中所述转换器包含第一聚合物基质，所述基质含有离散区域，所述离散区域包含具有发光官能团的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含发光基团部分的芳族聚酯，并且其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同。本发明还提供了一种光转换器，其中所述转换器包含第一聚合物基质，所述基质含有离散区域，所述离散区域包含具有发光官能团的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含发光基团部分的芳族聚酯，并且其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同。

Description

具有含发光基团部分的聚合物的照明设备
技术领域
本发明涉及一种照明设备，其包括用于产生光源光的光源和转换器(用于将至少一部分所述光源光转换为发光(luminescence))，涉及这样的转换器本身，以及涉及制造这样的转换器的方法。
背景技术
基质中的发光材料是本领域已知的。例如，US2006055316描述了包含子像素结构的彩色电致发光显示器及其制造方法。所述子像素结构具有发射蓝光的电致发光磷光体和因蓝光的吸收而发射至少一种其它颜色的光致发光磷光体。US2006055316还描述了这样的光致发光磷光体材料。例如，该文件描述了一种制备光致发光磷光体材料的方法，所述方法包括混合颜料粉末与基质材料以提供所述颜料粉末在所述基质材料中的均匀分散体，其中所述颜料材料包含有机光致发光分子的固溶体，所述基质材料与所述颜料粉末化学且物理相容，使得所述有机光致发光分子的光致发光效率被基本上保持。
发明内容
有机磷光体目前在远程磷光体应用中被考虑。与有机磷光体相关联的问题之一涉及其稳定性。我们已惊奇地发现，与其它热塑性聚合物如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类PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)中，有机磷光体显示出大大提高的空气中稳定性。
在一些应用中，期望使用此类远程磷光体元件的注塑部件。然而，与芳族聚酯类相关联的问题之一看起来在于其在光谱的蓝光部分中的剩余吸收，当芳族聚酯层例如PET层或PEN层的厚度为注塑中常用的几毫米量级时，所述剩余吸收将变得相当大。这可能然后导致所述部件降低的效率。
为解决此问题，我们提出使用不相容的聚合物共混物，其中将染料置于聚酯相中而另一相具有不显示出(实质性的)光吸收、尤其是在可见区中不显示出(实质性的)光吸收的聚合物。所述第一聚合物尤其是不为芳族聚酯(并因此与芳族聚酯不相容)。
然而，还看起来许多发光染料分子可溶于大多数可用于此目的的聚合物中并因此它们在加工过程中可能离开聚酯并进入在其中它们显示出短寿命的另一相中。这是不期望的，因为表观寿命由所述另一相而非由芳族聚酯层相决定。
因此，本发明的一个方面是提供另一种照明设备和/或另一种转换器，其优选还至少部分地消除上述缺点中的一者或多者。此外，本发明的一个方面是提供另一种制造尤其是具有长寿命的此类(透射式)转换器的方法。
我们因此提出使用芳族聚酯与另一聚合物如PMMA的不相容共混物，其中发光染料分子共价连接到所述聚酯，使得在加工所述共混物的过程中所述发光分子保持在聚酯相中。这样可产生具有良好寿命和高效率的可注塑体系。
因此，在第一个方面，本发明提供了一种照明设备(“设备”)，其包括：(a)用于产生光源光的光源，和(b)转换器(“转换器”)(用于将至少一部分所述光源光转换为发光(光))，其中所述转换器包含第一聚合物基质，所述基质含有离散区域，所述离散区域包含具有发光官能团的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含发光基团部分的芳族聚酯(所述发光基团部分具有将至少部分所述光源光转换为所述发光(光)的功能)，并且其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同。所述转换器辐射耦合到光源(用于通过所述发光基团部分将至少一部分所述光源光转换为发光(光))。所述转换器因此也可表示为“光转换器”。
在另一个方面，本发明提供了这样的(光)转换器本身(用于将光转换为发光)，其中所述转换器包含第一聚合物基质，所述基质含有离散区域，所述离散区域包含具有发光官能团的第二聚合物，其中所述第二聚合物包括包含发光基团部分的芳族聚酯，并且其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同。
在又另一个方面，本发明提供了一种提供转换器的方法，所述方法包括(a)提供包含发光基团部分的芳族聚酯和第一聚合物，其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同，(b)包埋所述包含发光基团部分的芳族聚酯于所述第一聚合物中，并任选地成形如此获得的产物。
使用本发明可制得例如通过挤出和/或注塑可以相对容易地模塑或成形为例如转换器的材料，其可例如提供转换器平板或成形制品如弯曲制品。在这种类型的材料中有机染料相对稳定。尝试了多种聚合物，但芳族聚酯类型的聚合物是所有尝试的聚合物中最稳定的。例如，聚酰亚胺体系给出低得多的稳定性。此外，由于有机染料共价键合到芳族聚酯，故所述转换器可兼具主要基质即第一聚合物的低光吸收性和在离散区域中的有机染料的稳定性。此外，第一聚合物基质还可起到阻隔结构例如氧阻隔结构的作用，这可例如在(发光材料的)寿命改进方面有益。
所述照明设备包括光源。所述用在照明设备中以向转换器提供光源光的光源可至少部分地包埋在转换器中。例如，自支撑式转换器可包括一个或多个凹进或空腔，以各自至少部分地容纳一个或多个光源。在又另一个实施方案中，光源和转换器可构造为在转换器的边缘中提供光源光。光源可与转换器接触但也可布置在与转换器的非零距离处(“远程光源”)。因此，在一个实施方案中，光源远离转换器布置。在一些实施方案中，光源与波长转换构件之间的距离可相当小，即所谓的邻近磷光体模式。然而，在这样的实施方案中，波长转换构件仍不与光源接触。光源如LED管芯与一个或多个转换器之间的最短距离可大于0mm，尤其是等于或大于0.1mm，例如0.2mm或更大，在一些实施方案中甚至等于或大于10mm，例如10-100mm。
所述光源可为任何光源，但尤其是能够在紫光和/或蓝光区中实质性地发射的光源。因此，在一个实施方案中，所述光源包括发射蓝光的发光器件。在又一个实施方案中——其可与前一实施方案组合——所述光源包括发射紫光的发光器件。因此，术语光源可尤其涉及LED(发光二极管)。优选地，所述光源为将在运行过程中发射至少在选自400-480nm、尤其是420-460nm的范围的波长下的光的光源。此光可部分地被光转换元件所使用(参见下文)。
在一个特定实施方案中，所述光源包括固态LED光源(如LED或激光二极管)。术语“光源”还可涉及多个光源，如2-20个(固态)LED光源。在一个实施方案中，施加光源的(1D或2D)阵列来辐照转换器。在另一个实施方案中，所述光源包括有机LED(OLED)。任选地，所述光源构造为发生蓝光(和任选地紫光)(也参见下文)，并且一部分所述蓝光和/或任选的紫光被一种或多种发光材料用作激发光并至少部分地转换为发光。可施加不同类型的光源的组合。
术语“辐射耦合”尤其是指光源和转换器彼此相关联，使得光源所发射的辐射中的至少一部分被转换器(尤其是发光基团部分)所接收(并由所述发光基团部分至少部分地转换为发光)。
本文中的术语白光是本领域技术人员已知的。其尤其涉及具有下述相关色温(CCT)的光：介于约2000和20000K尤其是2700-20000K之间、对于一般照明尤其是在约2700K和6500K的范围内而对于背光用途尤其是在约7000K和20000K的范围内、并且尤其是与BBL(黑体轨迹)的偏离在约15SDCM(色彩匹配标准偏差)内、尤其是与BBL的偏离在约10SDCM内、甚至更尤其是与BBL的偏离在约5SDCM内。
在一个实施方案中，所述光源还可提供相关色温(CCT)介于约5000和20000K之间的光源光，例如直接磷光体转换LED(具有磷光体薄层的蓝色发光二极管)用于例如获得10000K。因此，在一个特定实施方案中，所述光源构造为提供相关色温在5000-20000K的范围内、甚至更尤其是在6000-20000K的范围内、例如8000-20000K的光源光。较高色温的优点可能在于在光源光中可能有较高的蓝色分量。此蓝色分量可部分地被发光材料吸收并转换为发光材料光。任选地，可在光源中包括单独的蓝光源(例如固态LED)。
术语“紫光”或“紫光发射”尤其涉及波长在约400-440nm的范围内的光。术语“蓝光”或“蓝光发射”尤其涉及波长在约440-490nm的范围内的光(包括一些紫色和青色色调)。术语“绿光”或“绿光发射”尤其涉及波长在约490-560nm的范围内的光。术语“黄光”或“黄光发射”尤其涉及波长在约560-590nm的范围内的光。术语“橙光”或“橙光发射”尤其涉及波长在约590-620nm的范围内的光。术语“红光”或“红光发射”尤其涉及波长在约620-750nm、尤其是620-650nm的范围内的光。术语“可见区”、“可见光”或“可见光发射”指波长在约380-750nm的范围内的光。术语“IR”(红外线)可尤其涉及约750-3000nm，尤其是在约750-1100nm的范围内。
所述照明设备还包括上面指出的转换器。特别地，所述转换器辐射耦合到光源。术语“辐射耦合”尤其指光源和发光材料彼此相关联，使得光源所发射的辐射中的至少一部分被发光材料接收(并至少部分地转换为发光)。一般来说，转换器将构造为以透射模式应用，即光源的光辐照转换器的上游部分，并在下游部分获得来自发光基团部分的发光。然而，在一个实施方案中，转换器也可构造为以反射模式应用。在前一实施方案中，转换器可以是出射窗或出射窗的一部分，而在后一实施方案中，转换器可以是例如光收集室的壁的一部分。
术语“上游”和“下游”涉及物品或特征相对于来自光发生装置(这里尤其是光源)的光的传播而言的布置，其中相对于来自光发生装置的光束内的第一位置而言，光束中更靠近光发生装置的第二位置为“上游”，而光束内更远离光发生装置的第三位置为“下游”。
如本领域技术人员将明了的，所述转换器还可包括多个(光)转换器。因此，在一个实施方案中，术语“转换器”还可指多个转换器。这些中的一者或多者可以透射模式构造和/或这些中的一者或多者可以反射模式布置。在一个实施方案中，两个或更多个(光)转换器布置在彼此的下游。因此，在一个实施方案中，术语(光)转换器也可指光转换器的堆叠体。
尤其是当使用被构造为产生可见光的光源时，可采用具有如下第一聚合物的转换器，所述第一聚合物在可见区中具有高的光透射率(几乎无光吸收)。所述第一聚合物必须是高度透射的。由于发光分子的存在，故转换器将显示出光吸收。然而，在校正发光分子的吸收率后(在从对转换器测得的吸收率减去发光分子所贡献的吸收率后)，转换器在可见区中的吸收在0-4％的范围内(对于厚度为2mm的转换器来说)。
本文中的术语“透射的”可尤其指对具有选自可见波长范围的波长的光具有在0-4％的范围内的光吸收的2mm厚度的第一聚合物。在本文中，术语“可见光”尤其涉及具有选自400-700nm的范围的波长的光。透射率可如下确定：在垂直辐照下向波导提供具有第一强度的特定波长的光并将透射通过材料后测得的在该波长下的光的强度与向所述材料提供的在该特定波长下的光的第一强度关联起来(也参见CRCHandbook of Chemistry and Physics(第69版，1088-1989)的E-208和E-406)。应注意，由于发光材料的存在，故转换器板可能是有色的(也参见下文)。尤其是，所述第一聚合物(假设基于由第一聚合物构成的板)的透射率在400-700nm的整个波长上具有等于或高于96％的平均透射率值。在一个实施方案中，在该整个波长范围中的最低透射率不低于75％。
所述转换器可具有任何形状，例如层或自支撑体。其可以是平坦的、弯曲的、成形的、正方形的、圆形的、六角形的、球形的、管形的、立方体的等。所述自支撑体可以是刚性的或柔性的。所述转换器的厚度可通常在0.1-10mm的范围内。长度和/或宽度(或直径)可在例如0.01-5m、例如0.02-5m、例如0.1-50mm的范围内。
术语“基质”在本文中用来指层或体或成形制品等，其承载另一材料，例如第一聚合物基质为承载离散区域的基质。转换器可以是层，例如涂覆到透射载体；然而，一般来说，转换器将是成形(柔性)体。转换器也可以是自支撑式的，并例如为板或(柔性)实体。
第一聚合物基质原则上可为透射可见光或可制成为透射可见光的任何聚合物，并可尤其是为包含选自PC(聚碳酸酯)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(Plexiglas或Perspex)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、聚氯乙烯(PVC)、COC(环烯烃共聚物)和聚苯乙烯的一种或多种聚合物基质。在又一个实施方案中，第一聚合物可尤其包含聚氨酯、聚链烷、聚丙烯酸酯和硅氧烷(如聚二甲基硅氧烷(PDMS))中的一种或多种。这可尤其对柔性应用具有相关性。因此，在一个实施方案中，第一聚合物被构造为提供柔性基质。这样，转换器可为柔性单元。尤其是，第一聚合物包含选自PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)和PC(聚碳酸酯)的聚合物，并优选基本上由选自PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)和PC(聚碳酸酯)的聚合物构成。
在另一个实施方案中，转换器或照明设备的第一聚合物为高度透明的材料，在可见区(400-700nm)中几乎不显示光吸收(对于1mm厚度样品，小于4％)。第二聚合物可具有低的透氧速率，尤其是其中发光基团部分具有长的寿命。特征性的值为：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-聚对苯二甲酸丁二醇酯(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-尼龙6(10cm3/m2·天·巴)或PET-聚对苯二甲酸乙二醇酯(20cm3/m2·天·巴)。
离散区域可具有任何形状。所述形状也可取决于制造转换器的方式。在一个实施方案中，转换器为层状转换器，第二聚合物夹在两个第一聚合物层之间。在又一个实施方案中，第二聚合物通过第一聚合物模塑(也参见下文)，在又一个实施方案中，制造第一聚合物基质，包括共混在其中的第二聚合物，并然后将如此获得的产物模塑成转换器成形体。
离散区域可具有在100nm–5mm范围内的尺寸(例如长度、宽度、高度、直径)。颗粒可具有任何期望的形状，例如球形的、立方体的、星型的、圆筒形的、无规形状的等。然而，第二聚合物也可在第一聚合物内形成网络。转换器也可包含不同形状的离散区域。
离散区域被表示为“离散的”是因为离散区域可与第一聚合物基质区分开来。可观察到离散区域与第一聚合物基质之间的边界并可评价第一聚合物基质与颗粒之间化学组成的差异。还可能观察到来自离散区域的发光而基本上无来自基质的发光。有利地，发光基团部分保留在离散区域中，因为它们键合到芳族聚酯。在一个特定实施方案中，离散区域占透射转换器体积的0.5-50体积％、例如1-20体积％、例如1-5体积％。
第一聚合物基质可不仅包含含有第二聚合物的离散区域，而且可还包含其它组分。任选地，除具有发光官能团的第二聚合物外，所述基质可还含有其它发光材料(因此即除离散区域所包含的发光材料以外)。在一个实施方案中，所述其它发光材料包括无机发光材料，其选自基于镧系元素的发光材料、基于过渡金属的发光材料和量子点材料。因此，可应用例如从固态照明或从低压或高压灯或从等离子体应用中已知的无机发光材料。例如可应用的无机材料为三价铈掺杂的石榴石体系如YAG:Ce3+、二价Eu掺杂的硫代镓酸盐类如SrGa2S4:Eu2+和硫化物类如SrS:Eu2+，所有均是本领域公知的(参见例如US 7,115,217或US6,850,002)。还可应用量子点(QD)。在另一个实施方案中，转换器可还含有结构如颗粒，像含Al2O3的颗粒和/或含TiO2的颗粒和/或含BaSO4的颗粒，以例如促进光从转换器的提取。然而，在一个特定实施方案中，离散区域基本上由第二聚合物构成。也可应用此类添加剂如发光材料与反射材料的组合。
第二聚合物如上所示包括芳族聚酯。发光官能团通过向芳族聚酯分子中结合(incorporate)有机染料来获得。术语“结合”指有机染料与芳族聚酯之间的一个或多个共价键。因此，在一个实施方案中，发光基团部分中的一种或多种为芳族聚酯的主链的一部分。或者或此外，在一个实施方案中，发光基团部分中的一种或多种是连接到芳族聚酯主链上的化学连接(官能团)。
尤其是，芳族聚酯是基于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的。这尤其意味着所述芳族聚酯具有PET或PEN主链，但还在主链中包括发光基团部分和/或包括发光基团部分作为官能团(化学连接到主链)。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物的一个实例是例如PETG(乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)。因此，第一聚合物尤其是不基于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的。
芳族聚酯优选构造为热塑性聚合物，任选地还具有可交联的基团。此外，第一聚合物优选构造为热塑性聚合物。任选地，第一聚合物也可另外包含可交联的基团。
术语“发光基团部分”用于指发光物质可结合在聚合物主链或聚合物链中，或者可作为聚合物主链或聚合物链的侧基或官能团存在。当然，在一个特定实施方案中，芳族聚酯链可既包含主链内的发光基团部分又包含连接到主链的发光基团部分。术语“发光基团部分”也可涉及多个发光基团部分。在一个实施方案中，包含发光基团部分的芳族酯选自线型聚合物、(超)支化聚合物、交联聚合物、星型聚合物、树枝状聚合物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物、嵌段共聚物和三元共聚物。
在一个实施方案中，相对于第二聚合物的总重量计，第二聚合物中发光基团部分的含量为10重量％或以下，例如1重量％或以下，例如0.1-10重量％，如0.2-5重量％。
有机发光材料或有机染料目前正被考虑用于远程发光材料应用，其中蓝色发光二极管被用来泵浦例如绿到红色发光材料以获得白光。与无机发光材料相比，有机发光材料可具有许多优点。发光光谱的位置和带宽可容易地设计为在可见区中的任何地方以获得高的功效。其也可显示出低得多的光散射和更高的量子效率，从而进一步提高系统效率。此外，由于其有机和可持续性质，故它们可比无机LED发光材料便宜若干数量级而使得它们可用于大范围的应用中。有机发光材料在本文中也被指示为有机染料。
此类有机发光材料或染料有几乎无限的品种。相关实例有苝类(如获自德国路德维希港(Ludwigshafen)BASF公司的商品名Lumogen的已知染料：Lumogen F240Orange、Lumogen F300Red、Lumogen F305Red、Lumogen F083Yellow、Lumogen F170Yellow、Lumogen F850Green)、来自印度孟买Neelikon Food Dyes&Chemical Ltd.公司的Yellow172，和可得自许多经销商的染料如香豆素类(例如，Coumarin 6、Coumarin 7、Coumarin 30、Coumarin 153、Basic Yellow 51)、萘酰亚胺类(例如Solvent Yellow 11、Solvent Yellow 116)，Fluorol 7GA、吡啶类(例如吡啶1)、吡咯甲川类(例如Pyrromethene 546、Pyrromethene 567)、荧光素钠、罗丹明类(例如Rhodamine 110、Rhodamine B、Rhodamine 6G、Rhodamine 3B、Rhodamine 101、Sulphorhodamine 101、Sulphorhodamine640、Basic Violet 11、Basic Red 2)、花青类(例如酞菁、DCM)、芪类(例如双-MSB、DPS)。可使用若干其它染料如酸性染料、碱性染料、直接染料和分散染料，只要它们对预期的用途显示出足够高的荧光量子产率即可。因此，发光基团部分中的一个或多个可包含苝基团，甚至更尤其是发光基团部分中的一个或多个基本上由苝基团构成。尤其是，发光基团部分中的一个或多个被构造为在被蓝光和/或紫光激发时发生红色发光。
可应用的特别感兴趣的有机材料包含例如类似于例如BASFLumogen 83(绿色发光)、BASF Lumogen F170(黄色发光)、BASFLumogen F 240(橙色发光)和BASF Lumogen F 300或F305(红色发光)以及Lumogen F Red 305或Lumogen F Blue 650的苝结构。因此，第二聚合物可例如包含一种或多种苝衍生物。任选地，所述染料包括具有长的衰减时间如数小时的磷光染料，其可在没有(足够)日光的过程中用于照明。
然而，这样的染料本身不是光化学稳定的并将降解。其光化学稳定性可通过将其带入芳族聚酯中加以改善。然而，显示出剩余吸收的芳族聚酯不能以厚层使用，因为此剩余吸收将导致降低的系统效率。更期望使用聚合物如PPMA或PC。然而，在这样的基质中，发光染料的光化学稳定性看起来相当低。因此，本发明提供了一种针对这些问题的解决方案。
取决于光源(参见上文)的光的类型，发光基团部分可例如包含绿色和红色发光材料的组合或者黄色和红色发光材料的组合等。在施加(主要)发生紫光的光源的情况下，可应用蓝色、绿色和红色发光基团部分的组合或者蓝色、黄色和红色发光基团部分的组合等。在一个实施方案中，照明设备被构造为基于光源光和转换器的组合来发生白光。光源光可或本上被转换(在紫光的情况下)或贡献于照明设备光(在蓝光的情况下)。
如上所指出，第一聚合物是高度透明的。此外，尤其是，第一聚合物与芳族聚酯化学上不同。因此，第一聚合物尤其不是基于PEN或PET的。一般来说，第一聚合物的化学组成与第二聚合物的组成大为不同。另外，一般来说，第一聚合物基质的化学组成与离散区域不同(即使不管发光基团部分如何)。因此，在一个实施方案中，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为不同。一般来说，任何不基于PET或不基于PEN的聚合物均分别与PET和PEN不相容。因此特别地是，第一聚合物不是基于PEN的并且不是基于PET的。
波长转换分子的稳定性和寿命可通过将它们结合在芳族聚酯基质中而加以改善(也参见WO2012042438，其以引用方式并入本文)。然而，将波长转换部分共价连接到聚合物材料会更进一步地改善寿命。因此，通过例如降低波长转换分子的运动性并由此也减少波长转换分子的光化学降解，避免了其淬灭时的聚集。本发明人已惊奇地发现，半结晶聚合物如芳族聚酯特别适用于此目的，因为它们在结晶后具有相当低的氧渗透性。
本发明的构思在于能够产生尤其是具有较厚形状系数(厚于1mm)并仍具有高透射率的光转换器，这样的光转换器可用如注塑的技术产生，在其中发光分子具有良好的光化学稳定性。制造芳族聚酯与高度透射的第一聚合物的不相容共混物使得共混物能够加工成较厚的形式(高于1mm)而芳族聚酯基质负责良好的光化学稳定性。这导致具有良好稳定性的高度透射光转换器。将发光分子共价连接到聚酯是特别有利的，并可使得发光分子与高度透射的第一聚合物不能混溶。这样，发光分子将保留在芳族聚酯中而不进入在其中其稳定性更差的另一聚合物中。
在本发明的实施方案中，透射聚合物为显示出高透射率的聚合物。优选在400-700nm的波长范围中平均吸收小于5％/mm、更优选小于2％/mm、尤其是小于1％/mm(每mm聚合物厚度)。因此，在一个实施方案中，第一聚合物为在400-700nm的波长范围中具有小于5％/mm、更优选小于2％/mm、最优选小于1％/mm的吸收的聚合物。注意，第一聚合物的透射率和吸收与第一聚合物本身有关，而与转换器的透射无关。尤其是，在整个波长范围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(T)和吸收(A)以A＝1-To/Ti相关，其中Ti为撞击在物品(如第一聚合物或转换器)上的可见光的强度而To为在所述物品的另一侧处逸出的光的强度。
在本发明的实施方案中，聚合物材料可有利地包含聚酯。在本发明的实施方案中，波长转换基团部分可源自苝。
在本发明的实施方案中，具有聚合物主链的聚合物材料可包括包含波长转换基团部分的无规聚酯共聚物，所述无规聚酯共聚物可包含具有以下通式n1、n2、n3、n4的至少两种不同的重复单元：
其中所述重复单元可沿聚合物主链的长度无规分布，
其中AA可选自以下第一组芳族基团部分：
其中BB可选自以下：-(CH2)2-、-(CH2)4-或
其中CC和DD可为具有以下通式I、II或III中之一的波长转换部分：
其中
G1可为线型或支化的烷基基团或含氧烷基基团；
CnH2n+1Om(n为1至44的整数并且m<n/2)或Y或连接基团；
A和C中的每一个可独立地为氢、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中的每一个可独立地为氢、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)或连接基团；
G2、G3、G4和G5中的每一个可独立地为氢、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X或连接基团；
D和M中的每一个可独立地为氢、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中的每一个可独立地为氢、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)或连接基团；
并且T、T’、R、R’中的每一个可独立地为氢、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的整数并且RX为芳基)或饱和烷基CnH2n+1(n为1至16的整数)或连接基团；
并且其中每个波长转换基团部分可在以下位置：G1、G2、G3、G4、G5、E、I、L、B、J、Q、T、T’、R、R’中的任何两个处包含两个连接基团，所述连接基团提供所述波长转换基团部分到所述无规共聚物主链的酯和/或醇官能团的共价连接。
由此，波长转换基团部分可被结合到无规共聚物主链中。
无规聚酯共聚物中波长基团转换部分的含量可根据需要通过相对于通式n1和n3的重复单元的总量控制构成波长转换基团部分的重复单元即通式n2和n4的重复单元的量来加以改变。通常，在无规聚酯共聚物的主链中，通式n1和n3的重复单元的总数可大于通式n2和n4的重复单元的总数，n2和n4二者均可构成波长转换部分。
在本发明的实施方案中，无规聚酯共聚物可包含重复单元：n1、n3和n4(如上面所给出)的混合物，所述重复单元可沿聚合物主链的长度无规分布，聚合物主链中式n1和n3的重复单元的总数可大于式n4的重复单元的总数。
在本发明的实施方案中，无规聚酯共聚物可为重复单元：n1、n2和n4(如上面所给出)的混合物，所述重复单元可沿聚合物主链的长度无规分布，聚合物主链中式n1的重复单元的总数可大于式n2和n4的重复单元的总数。
在本发明的实施方案中，无规聚酯共聚物可包含具有以下通式n1、n2、n3、n4(如上面所给出)的至少两种不同的重复单元的重复单元，其中AA可为以下芳族基团部分：
在本发明的实施方案中，具有聚合物主链的聚合物材料可包括包含波长转换基团部分的无规聚烯烃共聚物，所述无规聚烯烃共聚物可包含具有以下通式m1和m2的至少两种不同的重复单元：
在其中，
X1可独立地为氢、氟、氯、甲基或乙基；X2可独立地为氢、甲基、羟基、乙酸酯、腈、C6H5或CO2CnH2n+1(n为0或1至6的整数)；并且X3可为具有以下通式I、II或III中之一的波长转换基团部分：
在其中
G1可为线型或支化的烷基基团或含氧烷基基团；
CnH2n+1Om(n为1至44的整数并且m<n/2)或Y或连接基团；
A和C中的每一个可独立地为氢、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中的每一个可独立地为氢、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)或连接基团；
G2、G3、G4和G5中的每一个可独立地为氢、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X或连接基团；
D和M中的每一个可独立地为氢、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中的每一个可独立地为氢、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)或连接基团；
并且T、T’、R、R’中的每一个可独立地为氢、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的整数并且RX为芳基)或饱和烷基CnH2n+1(n为1至16的整数)或连接基团；
其中所述重复单元可在无规共聚物的整个长度上无规分布，聚合物主链中式m1的重复单元数可大于式m2的重复单元数；
并且其中每个波长转换基团部分可在以下位置：G1、G2、G3、G4、G5、E、I、L、B、J、Q、T、T’、R、R’中的任何一个处包含一个连接基团，所述连接基团可包含以下中的至少一者：-CH2-、-O-或-CO2-，由此提供所述波长转换基团部分到所述聚烯烃的聚合物主链的共价连接。
由此，波长转换基团部分可作为侧链连接到聚合物主链。
无规聚烯烃共聚物中波长转换基团部分的含量可根据需要通过相对于通式m1的重复单元的总量控制构成波长转换基团部分的重复单元即通式m2的重复单元的量来加以改变。
在本发明的实施方案中，无规聚烯烃共聚物可包含具有通式m1和m2(如上面所给出)的至少两种不同的重复单元，其中X1可独立地为氢、氯、甲基；X2可独立地为C6H5或CO2CnH2n+1(n为0或1至16的整数)或腈，并且X3可为波长转换基团部分，其中连接基团可包含-CO2-以将波长转换基团部分共价连接到无规聚烯烃共聚物的聚合物主链。
在本发明的一个实施方案中，波长转换基团部分可具有通式I或II(如上所示)中之一，其在以下位置：G1、B、J或Q中之一处包含一个连接基团。
在本发明的实施方案中，聚合物材料可包括无规聚酯或无规聚烯烃共聚物，其包含第一重复单元和第二重复单元，所述第一重复单元选自通式n1、n2、n3和n4或者m1和m2(如上面所给出)，其中通式n2、n4或m2的第一重复单元可包含具有通式I、II或III(如上面所给出)中之一的第一波长转换基团部分；所述第二重复单元选自通式n1、n2、n3和n4或者m1和m2，其中通式n2、n4或m2的第二重复单元可包含具有通式I、II或III中之一的第二波长转换基团部分，其中所述第一和第二波长转换基团部分可不同。
通过使用具有不同光学性质的不止一种类型的波长转换分子，可根据需要更方便地改变经转换的光的光谱组成。
在本发明的实施方案中，聚合物材料中波长转换基团部分的含量可优选为10重量％或以下，例如1重量％或以下，如0.1重量％或以下。如上文所论述的，聚合物材料中波长转换基团部分的期望含量可通过分别相对于通式n1、n3和m1的不含波长转换基团部分的重复单元的总数分别改变含波长转换基团部分的重复单元即通式n2、n4和m2的重复单元的总数来获得。
此外，在本申请的上下文中，术语“无规分布”应理解为根据统计分布的分布，如对给出无规共聚物的无规共聚所预期的那样。
如上所述，本发明还提供了一种提供转换器的方法，所述方法包括(a)提供包含发光基团部分的芳族聚酯和第一聚合物，其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同，(b)在所述第一聚合物中共混所述包含发光基团部分的芳族聚酯，并任选地成形如此获得的产物。在一个实施方案中，包含发光基团部分的芳族聚酯为交联的包含发光基团部分的芳族聚酯。在这样的实施方案中，芳族聚酯也可以作为颗粒(交联的聚合物颗粒)提供。
成形可以以不同的方式进行。在一个实施方案中，采用模塑，例如注塑。在一个实施方案中，所述方法包括在第一聚合物中共混包含发光基团部分的芳族聚酯并将如此获得的产物模塑成模塑转换器。在又一个实施方案中，所述方法包括将包含发光基团部分的芳族聚酯和第一聚合物模塑成模塑转换器。
这样，可获得用于转换光的转换器，其中所述转换器包含第一聚合物基质，所述基质含有离散区域，所述离散区域包含具有发光官能团的第二聚合物，其中所述第二聚合物包含芳族聚酯，所述芳族聚酯包含发光基团部分，并且其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同。
本文中的术语“基本上”，如在“基本上所有发射”中的或在“基本上由……组成”中的，将为本领域技术人员所理解。术语“基本上”可还包括使用“整个”、“完全”、“全部”等的实施方案。因此，在实施方案中，形容词“基本上”也可被移除。在适用的情况下，术语“基本上”也可涉及90％或更高，例如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％。术语“包含”也包括其中术语“包含”指“由……组成”的实施方案。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分类似的元件而不一定用来描述次序或时间顺序。应理解，如此使用的术语在适宜的情况下可互换，并且本文描述的本发明实施方案能够以本文所描述或示意之外的其它顺序操作。
本文中的设备在操作过程中描述的那些之中。如本领域技术人员应明了的，本发明不限于操作的方法或运行中的设备。
应指出，上面提到的实施方案示意而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替代的实施方案而不偏离附随的权利要求的范围。在权利要求中，置于括弧间的任何标号均不应理解为限制权利要求。动词“包含”及其变位的使用不排除存在权利要求中所述及的那些之外的要素或步骤。要素前的冠词“一个”不排除存在多个此类要素。本发明可通过包含若干不同要素的硬件并通过适宜地编程的计算机来实施。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可由同一个硬件物品具体化。某些措施在互不相同的从属权利要求中被述及，并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。
本发明还适用于包含说明书中所述和/或附图中所示特性特征中的一种或多种的设备。
附图说明
下面将结合附随的示意图以仅示例的方式描述本发明的实施方案，在附图中，相应的标号指示相应的部分，并且在附图中：
图1a-1c示意性地示出了根据本发明的基本实施方案；
图2a-2d示意性地示出了转换器和一个或多个光源的具体构造；
图3a-3c示意性地示出了本发明构思内的若干变型和备选方案；
图4a-4d示意性地示出了具有发光基团部分的芳族聚酯的若干实施方案；
图5a-5b示意性地示出了制造转换器的方法的一些实施方案；
图6示意性地示出了制造具有发光基团部分的聚合物材料的一个实施方案。
所述附图不一定是按比例的。
具体实施方式
图1示意性地示出了照明设备1，其包括(a)光源100，例如固态LED或激光二极管，以产生光源光110。光源光110可例如为紫光或蓝光，尤其是蓝光。光源100也可以是多个光源(参见下面的实施例)，其可产生具有基本上相同的波长分布或具有不同的波长分布(例如紫光和蓝光)的光源光110。尤其是产生可见光如蓝光和/或绿光、黄光、橙光和红光中的一种或多种。
照明设备1还包括(b)转换器200。转换器200布置在光源100的下游。该转换器200是专门构造的。例如，蓝光可被至少部分地转换为绿光、黄光、橙光和红光中的一种或多种。当产生白色性质的照明设备光(标号11所指示)并且光源光110是蓝色性质的时，转换器200将转换光源光110中的一部分并还允许光源光110中的一部分透射通过转换器200。照明设备光11示意在转换器200的下游侧处(即从正面发出)。因此，在这里，转换器200是透射的(至少对于蓝光是透射的，假定光源100被构造为产生蓝光)。
转换器200包括第一聚合物301的基质201，基质201含有离散区域210。事实上，离散区域210共混在第一聚合物301的基质201中。
离散区域210包含具有发光基团部分212的第二聚合物211，发光基团部分212为芳族聚酯的聚合物主链的一部分并连接到芳族聚酯的聚合物主链。发光基团部分212为转换器，其吸收光源光110的至少一部分并产生发光材料光。从转换器200逸出的光11至少包含由发光基团部分212产生的光，但可任选地还包含光源光110。例如，光源光110可以是蓝光并且发光材料光可以是黄光和红光。可一起生成白光作为照明设备光11。
设备1中的发光基团部分212可由(柔性)构造后的LED点亮。例如，可使用LED的全阵列(也参见下文)。转换器200具有背面232和正面231并通常具有边缘233。转换器200可沿从背面232到正面231的方向点亮。任选地和/或此外，转换器200可在边缘面233处由一个或多个光源100点亮。
转换器的厚度为背面232与正面231之间的距离。如上所述，此厚度可例如在0.1-10mm的范围内。这里，光源在距转换器的非零距离处，例如在0.1-100mm的距离处。然而，任选地光源与转换器物理接触(也参见下文)。
图1b更详细地示意性示出了转换器200。离散区域210共混在第一聚合物301的基质201的基质中。颗粒210自身包含具有发光基团部分212的第二聚合物211，发光基团部分212为芳族聚酯(第二聚合物211)的聚合物主链的一部分或连接到芳族聚酯(第二聚合物211)的聚合物主链。这里以举例的方式示意了颗粒状发光材料，但发光基团部分212(例如当包含有机染料时)也可以分子分散在第二聚合物211中。如上面所提到，在一个实施方案中，第一聚合物301的基质201的基质也可包含发光材料(未示出)(除包含发光基团部分212的第二聚合物211外)如无机发光材料。
图1c示出了根据本发明的一个实施方案的基于LED的发光设备。该实施方案的发光设备以改型灯6107提供。短语“改型灯”是本领域技术人员公知的并指具有老式灯(其不具有LED)的外观的基于LED的灯。灯6107包括基础部分6108，其具有传统的灯座(cap)6108，如爱迪生螺旋灯座或卡口灯座。另外，灯107具有灯泡形状的光出口构件109，其封闭形成腔104。作为光源100的多个LED布置在腔6104内的基础部分6108上。波长转换元件110布置在光出口构件6109的内侧上，即面向腔6104的光出口构件一侧上。
波长转换元件，即转换器200，可作为光出口构件上的涂层施加。还构想波长转换构件可为自支撑式层，例如独立于光出口构件并具有任何合适形状的膜或片材。或者，其可成形为在与LED和与光出口构件一定距离处盖住LED的罩式构件。
腔6104内的气氛可为空气，或者其可控制为具有一定的组成。例如，腔6104可被填充以惰性气体如氮气或稀有气体如氩气。在本发明的实施方案中，腔6104内的氧浓度可保持在低水平下，基于密封腔的总体积计，例如在20％下或更少、在15％下或更少、在10％下或更少、在5％下或更少、在3％下或更少、1％下或更少、0.6％下或更少，并优选在0.1％下或更少。
在根据本发明的波长转换元件的实施方案中，聚合物材料可包含聚酯而波长转换基团部分可衍生自苝(也参见上文)。图1c示意性地示出了改型照明设备。改型照明设备1中转换器200的使用也为本发明的一部分。应用包括改型灯泡、LED TL管(TLED)等，或者这样的材料可用作可被蓝色LED照明的墙壁上的漆。
图2a-2d示意性地示出了转换器和一个或多个光源的具体构造。图2a示出了其中转换器200由处于接触位置中的光源100、尤其是LED点亮的一个实施方案。
图2b示意性地示出了其中一个或多个光源100至少部分地共混在转换器200中的一个实施方案。为此，转换器200可例如在背面232中包含腔。
在图2c中，转换器200由一个或多个在转换器200的一个或多个边缘233处的光源100、尤其是LED或激光二极管点亮，即所谓的边缘点亮构造。通过使用这样的构造，可创造出非常薄(柔性)的照明设备。这是特别感兴趣的。一个或多个光源100示意为与转换器200接触，但不一定以这样的方式构造(举例来说，也参见图2d)。在此构造中，光也可从侧面耦合到可对转换器进行辐照的透射波导(未示出)中。在此构造中，转换器不必与波导光学接触。
在图2d中，转换器200由一个或多个处于非接触位置中的光源、尤其是LED或激光二极管点亮。这样的构造可能是柔性光源系统中所期望的。然而，这样的构造也可应用在其中转换器不是柔性的系统中。光源(例如LED的管芯)与转换器之间的距离如上所述。
对于本文描述的所有照明设备1，适用的是转换器200可包括一个或多个光学层或光学物品，例如反射层或镜、波长选择性层或镜等。为清楚起见，未示出这样的层或物品。
另外，在一个特定实施方案中，使用蓝色发光LED。在又一个实施方案中，也可使用在不同波长下的LED发射。
虽未示出但也包括在本文中的是其中在正面231的一侧布置了反射器或反射器层的构造，所述反射器或反射器层的构造为沿从背面232的方向反射发光材料光和任选地光源光110，以及照明设备光11从照明设备1的背面232发出。
图1c-2d和3c示意性地示出了转换器可怎样辐射耦合到光源。
如上所述，转换器200包含第一聚合物的基质201，所述基质201含有离散区域210，所述离散区域210包含具有发光官能团的第二聚合物211，其中所述第二聚合物211包括包含发光基团部分212的芳族聚酯，并且其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同。因此，尤其提出芳族聚酯与另一聚合物如PMMA、PS或PC的不相容共混物的使用，其中发光染料分子共价连接到聚酯，使得在加工所述共混物的过程中发光分子保留在聚酯相中。相1可以不同的方式分布在相2中。例如，除图3a中的示意外，相1可形成如图3b中所示芳族聚酯相畴(domain)的网络。这样可产生具有良好寿命和高效率的可注塑体系。
在第一个实施方案中，我们提出一种包含第一聚合物与第二聚合物和发光染料的不相容共混物的发光元件，其中所述发光染料分子共价连接到第二聚合物，并且其中所述第二聚合物为具有低氧渗透性的聚合物如聚酯而所述第一聚合物不为聚酯。
图3c示意性地示出了其中转换器200还包含添加剂510的一个实施方案。这样的添加剂可以是颗粒状的。这样的添加剂可以是分散的。添加剂510可以是反射性颗粒，但可替代性地使用其他发光材料或此外也包含其它发光材料。例如可应用的无机材料为三价铈掺杂石榴石体系如YAG:Ce3+和二价Eu掺杂硫代镓酸盐如SrGa2S4:Eu2+和硫化物如SrS:Eu2+，所有均是本领域公知的(参见例如US 7,115,217或US6,850,002)。还可应用量子点(QD)。在另一个实施方案中，转换器可还含有结构如颗粒，像含Al2O3的颗粒和/或含TiO2的颗粒，以例如促进光从转换器的提取。因此，任选地，基质可包含散射元件，例如Al2O3或TiO2的颗粒。适于波长转换材料的无机磷光体的实例包括但不限于铈掺杂钇铝石榴石(Y3Al5O12:Ce3+，也称作YAG:Ce或Ce掺杂YAG)或镥铝石榴石(LuAG，Lu3Al5O12)、α-SiAlON:Eu2+(黄色)和M2Si5N8:Eu2+(红色)，其中M为选自钙Ca、Sr和Ba中的至少一种元素。可通常以与蓝色发光光源的组合用于本发明的实施方案中的无机磷光体的另一个实例为YAG:Ce。此外，一部分铝可用钆(Gd)或镓(Ga)代替，其中更多的Gd导致黄色发射的红移。其它合适的材料可包括(Sr1-x-yBaxCay)2zSi5aAlaN8aOa:Euz 2+，其中0≤a<5、0≤x≤1、0≤y≤1、0<z≤1并且(x+y)≤1，例如Sr2Si5N8:Eu2+，其在红色区域中发射光。在本发明的实施方案中，波长转换材料可包含量子点。量子点为半导体材料的小晶体，通常具有仅数纳米的宽度或直径。当受入射光激发时，量子点发射颜色由晶体的尺寸和材料所决定的光。特定颜色的光可因此通过改变点的大小而产生。在可见区中具有发射的大多数已知的量子点基于具有壳如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的硒化镉(CdSe)。也可使用无镉量子点如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)。量子点显示出非常窄的发射带并因此其显示出饱和色。此外，发射颜色可容易地通过改变量子点的大小来调节。本领域中已知的任何类型的量子点均可用于本发明中，只要其具有适宜的波长转换特性即可。然而，出于环境安全和关注的原因，可优选使用无镉的量子点或至少镉含量非常低的量子点。
如图4a中所示，发光染料分子可共价连接在聚酯聚合物的聚合物主链中。聚合物链或主链用标号80指示。
在另一个实施方案中，我们提出发光染料分子共价连接到具有低氧渗透性的聚合物如聚酯的侧链，如图4b中所示。标号81指示官能团，这里至少包括发光基团部分212。
在另一个实施方案中，我们提出发光染料分子共价连接在第二聚合物的主链中，其中所述第二聚合物是交联的，如图4c中所示。标号83指示交联。同样的想法可适用于图4b中示意性地示出的聚合物。因此，在另一个实施方案中，我们提出发光染料分子共价连接在第二聚合物的侧链中，其中所述第二聚合物是交联的，如图4c中所示。
同样，所述聚合物为具有反应性基团的热塑性材料，其可交联形成3D网络。
不言而喻，也可使用上文所述聚合物构造的组合。
在另一个实施方案中，我们提出包含第二聚合物、第一聚合物和第三聚合物与发光染料的不相容共混物的发光元件，其中所述发光染料分子共价连接到第二聚合物，并且其中所述第二聚合物为聚酯而所述第一和第三聚合物不为聚酯。在又一个实施方案中，我们提出包含第二聚合物、第一聚合物和第三聚合物与发光染料的不相容共混物的发光元件，其中所述发光染料分子共价连接到第二聚合物和第一聚合物，并且其中所述第二聚合物和第一聚合物为聚酯而所述第三聚合物不为聚酯。
在又一个实施方案中，我们提出包含第二聚合物、第一聚合物和第三聚合物与发光染料的不相容共混物的发光元件，其中所述发光染料分子共价连接到第二聚合物，并且其中所述第二聚合物和第一聚合物为聚酯而所述第三聚合物不为聚酯。在一个优选的实施方案中，所述第二聚合物为聚酯如PET或PEN聚合物。在另一个实施方案中，所述第一聚合物不是聚酯而是另一其它的热塑性聚合物如PMMA、PS和PC。
本文提出的光转换元件，即转换器200，可通过注塑包含所提出的共混物的颗粒来制造，参见例如图5a。然而，还可通过注塑不同材料的颗粒的混合物来制造，参见例如图5b。标号5211指第二聚合物211的颗粒而标号5301指第一聚合物301的颗粒。
实施例
如图6中所示，n和m为整数，无规共聚物K通过可聚合染料单体J、二醇和对苯二甲酸二甲酯的混合物的缩聚来制备。
化合物H根据：Dotcheva,Dobrinka；Klapper,Markus；Muellen,Klaus,Macromolecular Chemistry and Physics(1994),195(6),1905-11来制备。
N,N’-双-(4-(3-羟丙基)-2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺J：
将1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4:9,10-四羧基-3,4,9,10-双酐H(600mg，0.79mmol)、二水合乙酸锌(351.2mg，1.60mmol)和苯胺B(1.6g，6.8mmol)与咪唑(10g)混合。将反应混合物于150℃(ext)下于氮气下搅拌24小时。在冷却到室温后，向混合物中加入1N HCl水溶液直至获得酸性pH。用DCM(4x)萃取所得混合物，合并的DCM溶液用Na2SO4干燥。在蒸发溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱法纯化(用40/1的DCM/MeOH洗脱)，得到呈暗紫色固体的苝双酰亚胺J(220mg，收率23％)。
共聚酯K：将2.9mg J、101g对苯二甲酸二甲酯、50g乙二醇、0.08g无水乙酸钙和0.015g三氧化锑的混合物在氮气流下于聚合反应器中于200℃下加热三小时。然后施加真空并让反应继续4小时，同时使温度稳定地增加直至280℃，同时蒸馏除去过量的乙二醇。冷却后获得红色固体。
形成通过挤出该聚合物材料而制得的膜(膜3)。层的厚度设定为使得蓝光的透射率为90％。
以与如上所述相同的方式制备PET但略去化合物J。将该聚合物与对应量(如上述染料J)的结构上非常相似的不可共聚染料F-305(BASF，Ludwigshafen)混合并以与如上所述相同的方式制备膜(膜4)使得膜4具有与从共聚物制得的膜3相同的光学性质。
为测试寿命，用蓝光以4.1/W/cm2于60℃下照射两种膜。以发光强度降低10％来估计寿命。从共聚物制得的膜3显示出比从PET和F-305的(非共聚)混合物制得的膜4长三倍的寿命。
本领域技术人员应认识到，本发明决不限于上述优选的实施方案。相反，在附随的权利要求书的范围内可以有许多修改和变型。例如，每个波长转换部分可在以下位置：G1、G2、G3、G4、G5、E、I、L、B、J、Q、T、T’、R、R’中的任何一个处包含两个或更多个连接基团，并由此实现聚合物主链之间的交联，从而给出所谓的聚合物网络。
使用注塑，将呈颗粒形式的上述具有发光基团部分的聚合物与PMMA共混。使用发光显微镜研究该共混物。观察到没有发光从PMMA区域出来而共聚酯区域高度发光。为了对比，制备了含未共价键合到聚酯分子的发光分子(具有与上述非常相似的结构)的上述聚酯复合物。随后将此含发光分子的聚酯化合物与PMMA共混。然后使用发光显微镜研究该共混物。观察到发光分子不仅在聚酯内而且其移动到PMMA区域中。

Claims (15)

1.一种照明设备(1)，其包括：
(a)用于产生光源光(110)的光源(100)，和
(b)转换器(200)，其中所述转换器(200)包含第一聚合物基质(201)，所述基质(201)含有离散区域(210)，所述离散区域(210)包含具有发光官能团的第二聚合物(211)，其中所述第二聚合物(211)包括包含发光基团部分(212)的芳族聚酯，
其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同，并且
其中所述转换器(200)辐射耦合到所述光源(100)。
2.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中所述发光基团部分(212)中的一种或多种包含苝基团。
3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述发光基团部分(212)中的一种或多种为所述芳族聚酯的主链的一部分。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述发光基团部分(212)中的一种或多种化学连接到所述芳族聚酯的主链。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述第一聚合物包括选自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(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的或基于PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述包含发光基团部分的芳族聚酯选自线型聚合物、(超)支化聚合物、交联聚合物、星型聚合物、树枝状聚合物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物、嵌段共聚物和三元共聚物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述离散区域(210)占所述转换器体积的0.5-50体积％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述第二聚合物中发光基团部分(212)的含量为10重量％或更少。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述光源(100)包括固态光源，并且其中所述发光基团部分(212)中的一种或多种包含苝基团，其中所述第一聚合物包括选自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(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的或基于PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的。
10.一种用于将光转换为发光的转换器(200)，其中所述转换器(200)包括第一聚合物基质(201)，所述基质(201)含有离散区域(210)，所述离散区域(210)包含具有发光官能团的第二聚合物(211)，其中所述第二聚合物(211)包括包含发光基团部分(212)的芳族聚酯，并且其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同。
11.根据权利要求10所述的转换器(200)，其中所述第一聚合物为在400-700nm的波长范围中具有小于5％/mm的吸收的聚合物。
12.一种提供转换器的方法，所述方法包括(a)提供包含发光基团部分(212)的芳族聚酯和第一聚合物，其中所述第一聚合物与所述芳族聚酯化学上不同，(b)在所述第一聚合物中共混所述包含发光基团部分(212)的芳族聚酯，并任选地成形如此获得的产物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述包含发光基团部分的芳族聚酯为交联的包含发光基团部分的芳族聚酯。
14.根据权利要求12-13中任一项所述的方法，其中所述方法包括在所述第一聚合物中共混所述包含发光基团部分的芳族聚酯并将如此获得的产物模塑成模塑转换器(200)。
15.根据权利要求12-13中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述包含发光基团部分的芳族聚酯与所述第一聚合物模塑成模塑转换器(200)。
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