RU2405804C1 - Polymer luminescent composition for obtaining white light excited by blue light-emtting diode - Google Patents
Polymer luminescent composition for obtaining white light excited by blue light-emtting diode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405804C1 RU2405804C1 RU2009128146/05A RU2009128146A RU2405804C1 RU 2405804 C1 RU2405804 C1 RU 2405804C1 RU 2009128146/05 A RU2009128146/05 A RU 2009128146/05A RU 2009128146 A RU2009128146 A RU 2009128146A RU 2405804 C1 RU2405804 C1 RU 2405804C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- polymer
- white light
- transparent polymer
- luminescent composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 29
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 10
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims abstract description 4
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N phosphite(3-) Chemical class [O-]P([O-])[O-] AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 8
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 241000219991 Lythraceae Species 0.000 claims description 2
- 235000014360 Punica granatum Nutrition 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- AIBRSVLEQRWAEG-UHFFFAOYSA-N 3,9-bis(2,4-ditert-butylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP1OCC2(COP(OC=3C(=CC(=CC=3)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC2)CO1 AIBRSVLEQRWAEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004425 Makrolon Substances 0.000 description 3
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- GXURZKWLMYOCDX-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;dihydroxyphosphanyl dihydrogen phosphite Chemical compound OP(O)OP(O)O.OCC(CO)(CO)CO GXURZKWLMYOCDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004420 Iupilon Substances 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 235000013873 oxidized polyethylene wax Nutrition 0.000 description 2
- 239000004209 oxidized polyethylene wax Substances 0.000 description 2
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- FGHOOJSIEHYJFQ-UHFFFAOYSA-N (2,4-ditert-butylphenyl) dihydrogen phosphite Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=C(OP(O)O)C(C(C)(C)C)=C1 FGHOOJSIEHYJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBWXVCMXGYSMQA-UHFFFAOYSA-N 3,9-bis[2,4-bis(2-phenylpropan-2-yl)phenoxy]-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane Chemical compound C=1C=C(OP2OCC3(CO2)COP(OC=2C(=CC(=CC=2)C(C)(C)C=2C=CC=CC=2)C(C)(C)C=2C=CC=CC=2)OC3)C(C(C)(C)C=2C=CC=CC=2)=CC=1C(C)(C)C1=CC=CC=C1 WBWXVCMXGYSMQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100407828 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) ptr-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004110 Zinc silicate Substances 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- BEZBEMZKLAZARX-UHFFFAOYSA-N alumane;gadolinium Chemical compound [AlH3].[Gd] BEZBEMZKLAZARX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- FLPKSBDJMLUTEX-UHFFFAOYSA-N bis(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl) 2-butyl-2-[(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)methyl]propanedioate Chemical compound C1C(C)(C)N(C)C(C)(C)CC1OC(=O)C(C(=O)OC1CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C1)(CCCC)CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 FLPKSBDJMLUTEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical class [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N lichenxanthone Natural products COC1=CC(O)=C2C(=O)C3=C(C)C=C(OC)C=C3OC2=C1 QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- ORECYURYFJYPKY-UHFFFAOYSA-N n,n'-bis(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)hexane-1,6-diamine;2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine;2,4,4-trimethylpentan-2-amine Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)N.ClC1=NC(Cl)=NC(Cl)=N1.C1C(C)(C)NC(C)(C)CC1NCCCCCCNC1CC(C)(C)NC(C)(C)C1 ORECYURYFJYPKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 150000005075 thioxanthenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019352 zinc silicate Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к светотехнике, в частности к полимерным люминесцентным композициям, применяемым для изготовления устройств общего и местного освещения.The invention relates to lighting engineering, in particular to polymer luminescent compositions used for the manufacture of devices for general and local lighting.
Известен люминесцентный композиционный материал, включающий в качестве полимерной матрицы термопластичный или термореактивный полимер (поликарбонат, полиуретан, полиэфир, полиакрилат, полиолефин, поливинилхлорид) и люминофор, выбранный из группы ксантеновых, тиоксантеновых соединений или их смесей, где люминофор распределяется в полимерной матрице или на ее поверхности при экструзии. При этом в полимерной матрице могут присутствовать дополнительные вспомогательные вещества:A luminescent composite material is known including a thermoplastic or thermosetting polymer (polycarbonate, polyurethane, polyester, polyacrylate, polyolefin, polyvinyl chloride) and a phosphor selected from the group of xanthene, thioxanthene compounds or mixtures thereof, where the phosphor is distributed into or surface during extrusion. Moreover, additional excipients may be present in the polymer matrix:
- светостабилизаторы, например "TINUVIN-144,-292,-622,-770" ф. Ciba-Geigy Corporation (Швейцария), "CHIMASSORB-944"; УФ (ультрафиолетовые) абсорберы, например "TINUVIN-P" и "UVINUL-N35,-539" ф. BASF;- light stabilizers, for example, "TINUVIN-144, -292, -622, -770" f. Ciba-Geigy Corporation (Switzerland), "CHIMASSORB-944"; UV (ultraviolet) absorbers, for example "TINUVIN-P" and "UVINUL-N35, -539" f. BASF;
- антиоксиданты "IRGANOX-1010,-1076,-1035," и "MD-1024";- antioxidants "IRGANOX-1010, -1076, -1035," and "MD-1024";
- вспомогательные вещества, улучшающие переработку полимеров при экструзии, например, воска, смазывающие вещества (стеараты);- auxiliary substances that improve the processing of polymers during extrusion, for example, waxes, lubricants (stearates);
- наполнители, например стеклянные шарики, керамические микросферы. Этот материал применяется для светоотражающих знаков на дорожных магистралях с целью обеспечения безопасности движения (патент США №6533961, E01F 9/08, C09K 11/02 и др., опубл. 18.03.2003).- fillers, for example glass balls, ceramic microspheres. This material is used for reflective signs on highways to ensure traffic safety (US patent No. 6533961, E01F 9/08, C09K 11/02 and others, publ. March 18, 2003).
В рассмотренном композиционном материале часть поглощенного света трансформируется в свет люминесценции, который, суммируясь с отраженным светом, сообщает материалу большую интенсивность света, свечение возбуждается УФ и коротковолновыми видимыми лучами света. В спектре излучения, выходящего из материала, присутствует только излучение источника, падающего на него. Появление фотонов с длинами волн, отсутствующими в излучении источника, исключено. Кроме того, светотехническому материалу, перераспределяющему излучение источника в пространстве или частично поглощающему его, также свойственен недостаток: старение под действием падающего излучения.In the considered composite material, part of the absorbed light is transformed into luminescence light, which, when combined with the reflected light, gives the material a high light intensity, the glow is excited by UV and short-wave visible light rays. In the spectrum of radiation emerging from the material, there is only the radiation of a source incident on it. The appearance of photons with wavelengths absent in the radiation of the source is excluded. In addition, a lighting material that redistributes the radiation of a source in space or partially absorbs it also has a disadvantage: aging under the influence of incident radiation.
Существует три способа получения белого света от источника света. Первый - смешивание цветов по технологии, где на одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые световые источники, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет.There are three ways to get white light from a light source. The first is color mixing by technology, where red, blue and green light sources are densely placed on one matrix, the radiation of which is mixed using an optical system, such as a lens. The result is white light.
Второй способ заключается в том, что на поверхность светового источника, излучающего в УФ-диапазоне, наносятся три люминофора, излучающих соответственно голубой, зеленый и красный свет.The second method is that on the surface of a light source emitting in the UV range, three phosphors are deposited, emitting blue, green and red light, respectively.
В третьем способе применен другой подход - использование двух противолежащих цветов на цветовом графике МКО (международной комиссии по освещению). При покрытии голубого кристалла диода желтым фотолюминофором, в котором свет возбуждается голубым излучением, сложение цветов даст белое свечение. В качестве кристалла СИД (светоизлучающий диод) обычно используют нитрид галлия, а в качестве фотолюминофора - соединение на основе граната, активированного церием (жур. Светотехника №6, с.15, 2004).The third method uses a different approach - the use of two opposite colors on the color chart of the MCO (international lighting commission). When a blue diode crystal is coated with a yellow photoluminophore, in which light is excited by blue radiation, the addition of colors will give a white glow. Gallium nitride is usually used as a LED crystal (light-emitting diode), and a compound based on garnet activated by cerium is used as a photoluminophore (Journal of Lighting Engineering No. 6, p.15, 2004).
Известна полимерная композиция светотехнического назначения, принятая за прототип, основой которой служит прозрачная эпоксидная смола с распределенными в ней люминесцентными пигментами, имеющими размер частиц менее 20 мкм, выбранными из группы люминофоров на основе граната, общей формулы A3B5O12:M, где A - элемент, выбранный из группы, содержащей иттрий, гадолиний, лютеций; B - элемент, выбранный из группы, содержащей алюминий, галлий; M - элемент, выбранный из группы, содержащей церий, европий, хром. Материал на основе этой композиции используется для получения белого света от диода, излучающего синий спектральный диапазон света. Композиция содержит эпоксидную смолу (60 мас.%), люминесцентный пигмент (<25 мас.%), минеральный наполнитель (<10 мас.%), вспомогательные вещества (5 мас.%), такие как жидкий силиконовый воск и алкоксисилан в качестве гидрофобного реактива и адгезива соответственно (Патент США №6277301, C09K 11/02, опубл. 08.21.2001).A known polymer composition for lighting purposes, adopted as a prototype, the basis of which is a transparent epoxy resin with luminescent pigments distributed in it, having a particle size of less than 20 microns, selected from the group of phosphors based on garnet, of the general formula A 3 B 5 O 12 : M, where A is an element selected from the group consisting of yttrium, gadolinium, lutetium; B is an element selected from the group consisting of aluminum, gallium; M is an element selected from the group consisting of cerium, europium, chromium. A material based on this composition is used to produce white light from a diode emitting a blue spectral range of light. The composition contains epoxy resin (60 wt.%), Luminescent pigment (<25 wt.%), Mineral filler (<10 wt.%), Excipients (5 wt.%), Such as liquid silicone wax and alkoxysilane as hydrophobic reagent and adhesive, respectively (US Patent No. 6277301, C09K 11/02, publ. 08.21.2001).
Способ приготовления композиции включает растворение сухого люминесцентного вещества в высококипящем спирте и смешение с жидкой эпоксидной смолой. Данная композиция наносится на тело светодиода и защищает его.A method for preparing a composition includes dissolving a dry luminescent substance in high boiling alcohol and mixing with a liquid epoxy resin. This composition is applied to the body of the LED and protects it.
Известная композиция характеризуется тем, что возбуждается синим, УФ или зеленым светом светодиода и переводит его в желтый спектральный диапазон. Суммарное излучение предлагаемой композиции дает белый свет.The known composition is characterized in that it is excited by the blue, UV or green light of the LED and puts it in the yellow spectral range. The total radiation of the proposed composition gives a white light.
К числу недостатков композиции следует отнести:The disadvantages of the composition include:
а) необходимость создания герметизированного объема для защиты от воздействия окружающей среды; так как композиция неформообразующая, ее необходимо защищать линзой из жесткого прочного полимера или стекла;a) the need to create a sealed volume to protect against environmental influences; since the composition is non-forming, it must be protected with a lens made of hard, durable polymer or glass;
б) люминофорная композиция находится непосредственно на светодиоде, что приводит к высокой световой и тепловой нагрузке, деградации люминофора, уменьшению светового потока светодиодной конструкции и, как следствие, к изменению светотехнических характеристик конструкции в процессе эксплуатации.b) the phosphor composition is located directly on the LED, which leads to a high light and heat load, degradation of the phosphor, a decrease in the light flux of the LED structure and, as a result, to a change in the lighting characteristics of the structure during operation.
Техническая задача изобретения состоит в создании формообразующей защитной светотехнической полимерной композиции для материала с пониженной тепловой нагрузкой на люминофор.The technical task of the invention is to create a formative protective lighting polymer composition for a material with a reduced thermal load on the phosphor.
Технический результат, состоящий в получении композиции со сниженной цветовой температурой, повышенной освещенностью, улучшенными координатами цветности, достигается тем, что в полимерной люминесцентной композиции для получения белого света, возбуждаемой синим светодиодом, включающей прозрачный полимер, фотолюминофор на основе граната Y3Аl5О12:Се или Gd3Al5O12:Ce, или на основе смеси указанных соединений, воск и стабилизатор, в качестве воска композиция содержит воск полиэтиленовый в виде порошка с размером частиц 18-30 мкм, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:The technical result, which consists in obtaining a composition with a reduced color temperature, increased illumination, improved chromaticity coordinates, is achieved by the fact that in the polymer luminescent composition to produce white light excited by a blue LED, including a transparent polymer, a photoluminophore based on garnet Y 3 Al 5 O 12 : Ce or Gd 3 Al 5 O 12 : Ce, or based on a mixture of these compounds, a wax and a stabilizer, the composition as a wax contains polyethylene wax in the form of a powder with a particle size of 18-30 microns, in the following the ratio of the components of the composition, parts by weight:
В качестве прозрачного полимера композиция может содержать прозрачный поликарбонат, например, марок Carbotex (фирма-производитель Kotec, Япония), Iupilon (фирма-производитель Mitsubishi), Makrolon (фирма-производитель Baeyr), предпочтительно с показателем текучести расплава (ПТР) 3-60 г/10 мин.As a transparent polymer, the composition may contain transparent polycarbonate, for example, brands Carbotex (manufacturer Kotec, Japan), Iupilon (manufacturer Mitsubishi), Makrolon (manufacturer Baeyr), preferably with a melt flow rate (MFR) of 3-60 g / 10 min.
В качестве прозрачного полимера композиция может содержать также любой прозрачный сополимер стирола с акрилонитрилом и бутадиеном, например, марки АБС Starex (фирма-производитель Samsung), предпочтительно с показателем текучести расплава 15-17 г/10 мин.As a transparent polymer, the composition may also contain any transparent copolymer of styrene with acrylonitrile and butadiene, for example, ABS Starex (manufactured by Samsung), preferably with a melt flow rate of 15-17 g / 10 min.
В качестве прозрачного полимера композиция может содержать также любой прозрачный полистирол, например, марок ПС Starex (фирма-производитель Samsung), ПС Solarene (фирма-производитель Dongbu Hannong Chemical, Корея), предпочтительно с показателем текучести расплава 7.5-10 г/10 мин.As a transparent polymer, the composition may also contain any transparent polystyrene, for example, PS Starex (manufactured by Samsung), PS Solarene (manufactured by Dongbu Hannong Chemical, Korea), preferably with a melt flow rate of 7.5-10 g / 10 min.
В качестве фотолюминофора композиция содержит модифицированные церием гранаты - иттрий-алюминий гранат (Y3Аl5O12:Се) или гадолиний-алюминий гранат (Gd3Al5O12:Ce), или смеси указанных соединений в любых соотношениях. Возможно также использование названных выше люминофоров с нанесенным на них покрытием, например цинксиликатным или фосфатным.As a photoluminophore, the composition contains cerium-modified garnets — yttrium-aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 : Ce) or gadolinium-aluminum garnet (Gd 3 Al 5 O 12 : Ce), or mixtures of these compounds in any proportions. It is also possible to use the above-mentioned phosphors coated with them, for example zinc silicate or phosphate.
В качестве стабилизатора композиция может содержать соединения из группы стерически затрудненных фосфитов-бис(2,4-ди-трет-бутил)пентаэритрит дифосфит под торговой маркой Ультранокс 626, бис(2,4-дикумилфенил)пентаэритритол дифосфит под торговой маркой Доверфос S9226 или три(2,4-ди-третбутилфенил)фосфит под торговой маркой Иргафос 168; предпочтительно бис(2,4-ди-трет-бутил)пентаэритрит дифосфит под торговой маркой Ультранокс 626.As a stabilizer, the composition may contain compounds from the group of sterically hindered phosphites-bis (2,4-di-tert-butyl) pentaerythritol diphosphite under the brand name Ultranox 626, bis (2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite under the brand name Doverfos S9226 or three (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite under the brand name Irgafos 168; preferably bis (2,4-di-tert-butyl) pentaerythritol diphosphite under the brand name Ultranox 626.
Композицию готовят опудриванием гранул полимера в первую очередь воском, во вторую - фотолюминофором, в третью - стабилизатором, тщательным смешением исходных компонентов, осуществляемом в смесителе, например, типа «пьяная бочка».The composition is prepared by dusting the polymer granules primarily with wax, in the second with photoluminophore, in the third with stabilizer, thorough mixing of the starting components, carried out in a mixer, for example, such as a “drunk barrel”.
Изготовление композиционного материала обеспечивается высокопроизводительным методом переработки полимеров - литьем под давлением с применением противодавления для обеспечения равномерного распределения компонентов в расплаве полимерной матрицы на термопластавтомате, например ALLROUNDER 320K 700-250 фирмы «Arburg Maschinenfabrik Hehl & Sohne», что способствует оформлению материала в различные требуемые конфигурации.Composite material is produced by a high-performance method of polymer processing - injection molding using backpressure to ensure uniform distribution of components in the polymer matrix melt on an injection molding machine, for example ALLROUNDER 320K 700-250 from Arburg Maschinenfabrik Hehl & Sohne, which contributes to the design of the material in various required configurations .
Пример 1. Поликарбонат Novarex 7030PJ, ПТР 3, в количестве 100 мас.ч. опудривают 0.1 мас.ч. воска, затем к полученной смеси добавляют 3 мас.ч. фотолюминофора - иттрий-алюминиевого граната, активированного церием, после чего добавляют 0.2 мас.ч. Ультранокса 626 и все компоненты смешивают в смесителе Turbula System Shatz(WAB) (тип «пьяная бочка») в течение 10±5 минут, после чего композицию оформляют в материал на термопластавтомате ALLROUNDER 320К 700-250.Example 1. Polycarbonate Novarex 7030PJ, PTR 3, in the amount of 100 parts by weight dusting 0.1 wt.h. wax, then to the resulting mixture add 3 wt.h. photoluminophore - yttrium-aluminum garnet activated by cerium, after which 0.2 wt.h. Ultranox 626 and all components are mixed in a Turbula System Shatz (WAB) mixer (type “drunk barrel”) for 10 ± 5 minutes, after which the composition is formed into material on an ALLROUNDER 320K 700-250 injection molding machine.
Композиции и композиционные материалы по примерам в соответствии с изобретением (2-11) и контрольным (12-18) изготавливают аналогично примеру 1.The compositions and composite materials of the examples in accordance with the invention (2-11) and the control (12-18) are made analogously to example 1.
Составы композиций и свойства полимерных материалов приведены в таблицах 1 и 2.The compositions and properties of polymeric materials are shown in tables 1 and 2.
Координаты цветности x, y, цветовая температура и освещенность измерены на приборе, состоящем из фотометрического шара и спектроколориметра, как основного конструктивного элемента светотехнического устройства для измерения светового потока и колориметрических параметров образцов (спектроколориметр "ТКА-ВД/02" фирмы "ТКА", С.-Петербург).Color coordinates x, y, color temperature and illumination were measured on a device consisting of a photometric ball and a spectrocolorimeter, as the main structural element of a lighting device for measuring light flux and colorimetric parameters of samples (TKA-VD / 02 spectrocolorimeter, TKA, C company .-Petersburg).
Показатели текучести расплавов полимеров измеряются по ГОСТ 11645-73.The flow rates of polymer melts are measured according to GOST 11645-73.
Из композиции по прототипу получают покровные материалы, наносимые на диод, требующие применения защитных линз, а из заявленной композиции - формообразующие материалы, выполняющие одновременно функции рассеивания и защиты, поэтому выполнение сопоставительного анализа светотехнических характеристик этих материалов не имеет смысла.Coating materials are applied from the composition of the prototype, applied to the diode, which require the use of protective lenses, and formative materials, which simultaneously perform dispersion and protection functions, are obtained from the claimed composition, therefore, a comparative analysis of the lighting characteristics of these materials does not make sense.
Как видно из представленной таблицы, материалы на основе заявленной композиции характеризуются цветовыми координатами, лежащими в области белого цвета на диаграмме цветности Международной комиссии по освещению (МКО), соответствующими белому свету источника (см. чертеж).As can be seen from the table, materials based on the claimed composition are characterized by color coordinates lying in the white area on the color chart of the International Commission on Lighting (CIE), corresponding to the white light of the source (see drawing).
При использовании люминофора в количествах, выходящих за заявленные пределы, цветность полученных материалов при концентрации люминофора 1.0 мас.% (ниже нижнего предела, пример 15) и 6.0 мас.% (выше верхнего предела, пример 16) не соответствует области белого цвета.When using a phosphor in amounts that exceed the declared limits, the color of the obtained materials at a phosphor concentration of 1.0 wt.% (Below the lower limit, example 15) and 6.0 wt.% (Above the upper limit, example 16) does not correspond to the white area.
При использовании в составе композиции поликарбоната с показателем текучести расплава более 60 г/10 мин (пример 18) и менее 3 г/10 мин (пример 17) полученный материал не удовлетворяет области белого цвета диаграммы МКО.When using polycarbonate with a melt flow rate of more than 60 g / 10 min (example 18) and less than 3 g / 10 min (example 17), the material obtained does not satisfy the white region of the MCO diagram.
Воск - технологическая добавка, обычно применяемая как смазывающее вещество, улучшающее переработку.Wax is a processing aid commonly used as a lubricant to improve processing.
Наличие воска в составе композиции необходимо, о чем свидетельствует контрольный пример 12 (без воска), когда материал не попадает в зону белого цвета.The presence of wax in the composition is necessary, as evidenced by control example 12 (without wax), when the material does not fall into the white zone.
В прототипе использован силиконовый воск. Однако получение литьевого формообразующего материала с использованием силиконового воска в нашем случае, технологически не представляется возможным.The prototype used silicone wax. However, obtaining injection molding material using silicone wax in our case is technologically not possible.
Нами также был испытан оксидированный полиэтиленовый воск (пример 14) в составе заявленной композиции, который выводит материал из требуемой зоны цветности.We also tested oxidized polyethylene wax (Example 14) in the composition of the claimed composition, which removes the material from the desired color zone.
Поэтому факт улучшения светотехнических параметров при использовании полиэтиленового воска (пример 1-11) является неочевидным эффектом. Без использования воска заявленная композиция не имеет функциональной значимости при изготовлении изделий светотехнического назначения для устройств общего и местного освещения.Therefore, the fact of improving lighting parameters when using polyethylene wax (example 1-11) is an unobvious effect. Without the use of wax, the claimed composition has no functional significance in the manufacture of lighting products for general and local lighting devices.
Преимущество предлагаемой композиции состоит также в том, что, являясь формообразующей, она используется для изготовления рассеивателей, то есть не требует специальной защиты от воздействия окружающей среды.The advantage of the proposed composition also lies in the fact that, as a formative, it is used for the manufacture of diffusers, that is, it does not require special protection from environmental influences.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009128146/05A RU2405804C1 (en) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Polymer luminescent composition for obtaining white light excited by blue light-emtting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009128146/05A RU2405804C1 (en) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Polymer luminescent composition for obtaining white light excited by blue light-emtting diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2405804C1 true RU2405804C1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=46306433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009128146/05A RU2405804C1 (en) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Polymer luminescent composition for obtaining white light excited by blue light-emtting diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405804C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499329C2 (en) * | 2011-09-02 | 2013-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" | Luminescent polycarbonate film for white light-emitting diodes and detectors |
| RU2533709C2 (en) * | 2012-10-05 | 2014-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Минерал" | Monocrystalline fluorescent material for white light-emitting diodes |
| RU2549406C1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" | Polymer luminescent composite for colourless light production, which is excited by blue light-emitting diode |
| RU2606969C2 (en) * | 2011-07-20 | 2017-01-10 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Lighting element, lighting system and luminaire providing skylight appearance |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998012757A1 (en) * | 1996-09-20 | 1998-03-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Sealing material with wavelength converting effect, application and production process |
| RU2163915C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-03-10 | Открытое акционерное общество "Старпласт" | Polymeric composition |
-
2009
- 2009-07-22 RU RU2009128146/05A patent/RU2405804C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998012757A1 (en) * | 1996-09-20 | 1998-03-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Sealing material with wavelength converting effect, application and production process |
| US6277301B1 (en) * | 1996-09-20 | 2001-08-21 | Osram Opto Semiconductor, Gmbh & Co. Ohg | Method of producing a wavelength-converting casting composition |
| RU2163915C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-03-10 | Открытое акционерное общество "Старпласт" | Polymeric composition |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606969C2 (en) * | 2011-07-20 | 2017-01-10 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Lighting element, lighting system and luminaire providing skylight appearance |
| RU2499329C2 (en) * | 2011-09-02 | 2013-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" | Luminescent polycarbonate film for white light-emitting diodes and detectors |
| RU2533709C2 (en) * | 2012-10-05 | 2014-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Минерал" | Monocrystalline fluorescent material for white light-emitting diodes |
| RU2549406C1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" | Polymer luminescent composite for colourless light production, which is excited by blue light-emitting diode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10559725B2 (en) | Light emitting device | |
| US9657221B2 (en) | Wavelength conversion member and light-emitting device | |
| US9982189B2 (en) | Wavelength conversion member and light-emitting device | |
| US9306134B2 (en) | Encapsulating composition and light emitting device | |
| US9923126B2 (en) | Light emitting device having high color rendering using three phosphor types | |
| RU2405804C1 (en) | Polymer luminescent composition for obtaining white light excited by blue light-emtting diode | |
| TW200849669A (en) | White light-emitting lamp and illuminating device using the same | |
| KR20110050552A (en) | Light emitting element and manufacturing method thereof | |
| US11063188B2 (en) | Light emitting device | |
| US20150357528A1 (en) | Light emitting device | |
| US10202547B2 (en) | Adjustment component and light-emitting device | |
| KR20130083388A (en) | A peelable light conversion luminescent film | |
| RU2549406C1 (en) | Polymer luminescent composite for colourless light production, which is excited by blue light-emitting diode | |
| KR100598144B1 (en) | Phosphorescent pigment composition with long afterglow time | |
| JP6011898B2 (en) | Garnet-based phosphor doped with thorium, light emitting device using the same, and manufacturing method | |
| US20250207025A1 (en) | Light-coloured photoluminescent material | |
| CN120192773A (en) | Light-colored photoluminescent materials | |
| JP7382593B2 (en) | lighting equipment | |
| US20250207018A1 (en) | More efficient photoluminescent material | |
| CN120192772A (en) | More efficient photoluminescent materials | |
| CN109266190A (en) | A kind of organic fluorescent pigment color protection film and its application method |