TWI580758B - 新穎照明裝置 - Google Patents

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馬汀 柯內曼
凱澤 赫拉爾杜斯 德
索林 伊凡諾為奇
麥可 派特斯
麥特斯 米勒
羅伯特 宋德
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Description

新穎照明裝置
本發明之標的物為包含至少一個LED及色彩轉換器之照明裝置，該色彩轉換器包含至少一種在基本上由聚苯乙烯或聚碳酸酯組成之基質中的有機螢光著色劑，其中LED及色彩轉換器以遠端磷光體排列形式存在。
本發明進一步提供色彩轉換器，其包含至少一種在基本上由聚苯乙烯或聚碳酸酯組成之基質中的有機螢光著色劑。
全球20%的電能消耗為照明目的所需。照明設備之能效、色彩再現、使用壽命、製造成本及其可用性為進一步技術開發之主題。白熾燈及鹵素燈為熱輻射體，產生色彩再現性極好的光，原因在於其發射輻射特徵接近普朗克黑體輻射定律(Planck's law of black body radiation)且極類似於日光的寬光譜。白熾燈的一個缺陷為其功率消耗較高，這是因為大量電能轉化為熱能。
緊密型螢光燈管具有較高效率，其藉由放出電激發的汞蒸汽而產生線性汞發射光譜。在此等緊密型螢光燈管之內側上有包含稀土之磷光體，該等包含稀土之磷光體吸收一些汞發射光譜且以綠光及紅光形式發射其。緊密型螢光燈管之發射光譜由不同譜系構成，此導致差得多的色彩再現。許多人感到緊密型螢光燈管之光與日光或來自白熾燈之光相比不太天然且不太舒適。
大部份發光二極體(LED)展示較長使用壽命及極佳能效。光發射係基於正向偏壓半導體pn型接合之接面區域中電子電洞對(激子)之重合。此半導體之帶隙尺寸決定近似波長。可製造不同色彩之LED。
穩定及高能效之藍色LED可藉由色彩轉換產生白光。根據為此目的之已知方法，將包含輻射轉換磷光體之聚合材料直接塗覆於LED光源(LED晶片)上。常將聚合材料以近似液滴或半球形之形式塗覆於LED晶片上，由此，特定光學效應促成光發射。其中將於聚合基質中之輻射轉換磷光體直接塗覆於LED晶片上且未向LED晶片中插入間隔的該等結構亦稱為「磷光體於晶片上(phosphor on a chip)」。在磷光體於晶片上之LED中，所用輻射轉換磷光體通常為無機材料。可由例如摻雜鈰之釔鋁石榴石(yttrium aluminium garnet)組成的輻射轉換磷光體會吸收某些比例之藍光且發射具有寬發射譜帶之更長波長之光，使得透射的藍光與發射的光可混合產生白光。
為改良該等照明元件之色彩再現，可另外併入發射紅光之二極體以及所描述之白光二極體。由此可產生令許多人感到更舒適之光。然而，此方法在技術方面較不方便且成本較高。
在磷光體於晶片上之LED中，聚合材料及輻射轉換磷光體受到相對高的熱及輻射應力。因此，有機輻射轉換磷光體至今仍不適用於磷光體於晶片上之LED中。有機螢光著色劑原則上可藉助於其寬發射譜帶產生良好的色彩再現。 然而，其至今在直接排列於LED晶片上時仍不夠穩定以對抗熱與輻射應力。
為藉由色彩轉換由藍光產生白光，存在另一構想，亦即使通常包含載體及聚合塗層之色彩轉換器(亦簡稱為「轉換器」)與LED晶片相距一定距離。該結構稱為「遠端磷光體」。
一次光源、LED及色彩轉換器之間的空間距離可降低由熱及輻射產生的應力至要求的穩定性可藉由合適的有機螢光染料實現之程度。此外，根據「遠端磷光體」構想之LED的能效比根據「磷光體於晶片上」構想之彼等LED的能效甚至更高。在此等轉換器中使用有機螢光染料具有多種優點。首先，有機螢光染料因其實質上較高之質量比吸收而可提供高得多之產率，此意謂與無機輻射轉換器之情況相比，高效輻射轉換所需之材料明顯較少。其次，其可實現良好的色彩再現且能夠產生舒適之光。此外，其不需要任何包含稀土之材料，稀土必須經開採並以高成本及不便利之方式提供，且僅可以有限程度利用。因此需要提供用於LED之色彩轉換器，其包含合適的有機螢光染料且具有長壽命。
DE 10 2008 057 720 A1描述遠端磷光體LED之構想且揭示除包含無機輻射轉換磷光體之轉換層之外，亦使用埋入聚合基質中之有機輻射轉換磷光體。所提及之聚合基質為例如聚矽氧、環氧化物、丙烯酸酯或聚碳酸酯。
WO 03/038915 A描述使用苝染料作為輻射轉換磷光體用 於磷光體於晶片上之LED。在根據此文獻之LED中，有機染料埋入由基於雙酚A之環氧樹脂構成之基質中。
US 20080252198揭示包含基於苝衍生物之紅色螢光染料與另一螢光染料之組合的色彩轉換器。此等色彩轉換器埋入透明介質中，該透明介質可為例如聚乙烯吡咯啶酮、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚乙二醇(一種環氧樹脂)。
本發明之一目標為提供照明裝置及基於有機螢光染料之色彩轉換器，其不具有先前技術之缺陷且尤其具有長壽命。此外，其應具有高螢光量子產率。
該目標由開頭引用之照明裝置及色彩轉換器實現。
本發明之照明裝置包含至少一個LED及至少一個色彩轉換器。色彩轉換器亦為本發明標的物之一部分且根據本發明，其包含至少一種在基本上由聚苯乙烯及/或聚碳酸酯組成之基質中的有機螢光著色劑。
在本發明之情形中，將色彩轉換器視為能夠吸收特定波長之光且將其轉換為其他波長之光的裝置。
具有技術相關性之LED常常為藍色LED，其發射具有例如420 nm至480 nm，較佳440 nm至470 nm，最佳445 nm至460 nm之峰值波長的光。
根據對輻射轉換磷光體及所吸收波長之選擇，本發明之色彩轉換器可能發射多種色彩之光。然而，在許多情況 下，目標為獲得白光。
輻射轉換磷光體包括能夠吸收特定波長之光且將其轉換為另一波長之光的所有材料。該等材料亦稱為磷光體或螢光著色劑。輻射轉換磷光體可例如為無機螢光著色劑(諸如摻雜鈰之釔鋁石榴石)或有機螢光著色劑。有機螢光著色劑可為有機螢光顏料或有機螢光染料。
本發明之色彩轉換器包含至少一種有機螢光著色劑，其以埋入基本上由聚碳酸酯或聚苯乙烯組成之聚合基質中之形式存在。合適的有機螢光著色劑原則上為所有可吸收特定波長之光且將其轉換為另一波長之光的有機染料或顏料，其可溶解或均勻分佈於聚合基質中，且對於熱及輻射應力具有足夠穩定性。
較佳有機顏料為例如苝顏料。
合適的有機顏料之平均粒度按照DIN 13320通常為0.01 μm至10 μm，較佳為0.1 μm至1 μm。
合適的有機螢光染料在光譜之可見光範圍內發螢光且為例如列於染料索引(Colour Index)中之發綠色、發橙色或發紅色螢光之螢光染料。
較佳有機螢光染料為官能基化之萘或芮衍生物。
較佳萘衍生物為包含萘單元之發綠色、發橙色或發紅色螢光之螢光染料。
存在另一較佳萘衍生物，其具有一或多個選自鹵素、氰基、苯并咪唑之取代基或一或多個具有羰基官能基之基團。合適的羰基官能基為例如羧酸酯、二甲醯亞胺、羧 酸、甲醯胺。
較佳芮衍生物包含苝單元。較佳實施例係關於發綠色、發橙色或發紅色螢光之苝。
較佳為苝衍生物，其具有一或多個選自鹵素、氰基、苯并咪唑之取代基或一或多個具有羰基官能基之基團。合適的羰基官能基為例如羧酸酯、甲醯亞胺、羧酸、甲醯胺。
較佳苝衍生物為例如於WO2007/006717之第1頁第5行至第22頁第6行中列舉之苝衍生物。
在一個尤佳實施例中，合適的有機螢光染料為選自式II至式VI之苝衍生物 其中R1為直鏈或支鏈C1-C18烷基、可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代之C4-C8環烷基，或為苯基或萘基，其中苯基或萘基可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代。
在一個實施例中，式II至式VI中之R1表示具有所謂的燕尾(swallowtail)取代之化合物，如WO 2009/037283 A1之第16頁第19行至第25頁第8行中所列舉。在一個較佳實施例中，R1為1-烷基烷基，例如1-乙基丙基、1-丙基丁基、1-丁基戊基、1-戊基己基或1-己基庚基。
在式II至式VI中，X表示鄰位及/或對位之取代基。X較佳為直鏈或支鏈C1至C18烷基。
「y」指示取代基X之數目。「y」為0至3之數字。
式II至式VI中之R1更佳為2,4-二(第三丁基)苯基或2,6-雙取代苯基，尤其較佳為2,6-二苯基苯基、2,6-二異丙基苯基。
X尤其較佳為鄰位/對位之第三丁基及/或鄰位二級烷基 (尤其是異丙基)或鄰位苯基。
根據此實施例之一特定態樣，有機螢光染料係選自N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二異丙基苯氧基)-苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二異丙基苯氧基)-苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺及其混合物。
根據此實施例之另一特定態樣，有機螢光染料為N-(2,6-二(異丙基)苯基)苝-3,4-二甲酸單醯亞胺。
另一較佳螢光染料為式VI之染料，例如N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺(Lumogen® Red 300)。
在另一尤佳實施例中，合適的有機螢光染料為選自式VII至式X之苝衍生物， 其中式VII至式X中之R1為直鏈或支鏈C1-C18烷基、可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代之C4-C8環烷 基，或為苯基或萘基，其中苯基或萘基可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代。
在一個實施例中，式VII至式X中之R1表示具有所謂的燕尾取代之化合物，如WO 2009/037283 A1之第16頁第19行至第25頁第8行中所列舉。在一個較佳實施例中，R1為1-烷基烷基，例如1-乙基丙基、1-丙基丁基、1-丁基戊基、1-戊基己基或1-己基庚基。
式VII至式X中之R1尤其較佳為直鏈或支鏈C1至C6烷基，尤其為正丁基、第二丁基、2-乙基己基。式VII至X中之R1尤其較佳亦為異丁基。
根據此實施例之一特定態樣，有機螢光染料係選自3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸第二丁酯)、3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸第二丁酯)及其混合物。
根據此實施例之另一特定態樣，有機螢光染料係選自3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸異丁酯)、3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸異丁酯)及其混合物。
其他較佳螢光染料為分散黃199、溶劑黃98、分散黃13、分散黃11、分散黃239、溶劑黃159。
在一個較佳實施例中，至少一種有機螢光著色劑係選自N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸第二丁酯)、3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸第二丁酯)、3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸異丁酯)、 3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸異丁酯)、N-(2,6-二(異丙基)苯基)苝-3,4-二甲酸單醯亞胺及其混合物。
在一個較佳實施例中，色彩轉換器包含至少兩種不同有機螢光染料。舉例而言，可將發綠色螢光之螢光染料與發紅色螢光之螢光染料組合。發綠色螢光之螢光染料被視為尤其是吸收藍光且發射綠色或黃綠色螢光的彼等黃色染料。合適的紅色染料直接吸收LED之藍光或吸收存在的其他染料發射之綠光且透射紅色螢光。
在一個欠佳實施例中，本發明之色彩轉換器僅包含一種有機螢光染料，例如橙色螢光染料。
根據本發明，有機螢光染料被埋入基本上由聚苯乙烯及/或聚碳酸酯組成之基質中。
當有機螢光著色劑為顏料時，此等有機螢光著色劑通常分散存在於基質中。
有機螢光染料可溶解於基質中存在或者以均勻分佈之混合物形式存在。有機螢光染料較佳溶解於基質中存在。
合適的基質材料為基本上由聚苯乙烯及/或聚碳酸酯組成之有機聚合物。
在一個較佳實施例中，基質由聚苯乙烯或聚碳酸酯組成。
聚苯乙烯在此處被視為包括所有由苯乙烯及/或苯乙烯之衍生物聚合產生的均聚物或共聚物。
苯乙烯之衍生物為例如烷基苯乙烯，諸如α-甲基苯乙烯，鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對丁 基苯乙烯(尤其是對第三丁基苯乙烯)、烷氧基苯乙烯(諸如對甲氧基苯乙烯、對丁氧基苯乙烯、對第三丁氧基苯乙烯)。
通常，合適的聚苯乙烯具有10 000 g/mol至1 000 000 g/mol(由GPC測定)，較佳20 000 g/mol至750 000 g/mol，更佳30 000 g/mol至500 000 g/mol之平均莫耳質量Mn。
在一個較佳實施例中，色彩轉換器之基質基本上或完全由苯乙烯或苯乙烯衍生物之均聚物組成。
在本發明之其他較佳實施例中，基質基本上或完全由苯乙烯共聚物組成，該苯乙烯共聚物在本申請案之情形中同樣被視為聚苯乙烯。苯乙烯共聚物可包含(作為其他組分之)例如丁二烯、丙烯腈、順丁烯二酸酐、乙烯基咔唑或丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸之酯作為單體。合適的苯乙烯共聚物通常包含至少20重量%之苯乙烯，較佳至少40重量%且更佳至少60重量%之苯乙烯。在另一實施例中，其包含至少90重量%之苯乙烯。較佳苯乙烯共聚物為苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-1,1'-二苯乙烯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)。另一較佳聚合物為α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(AMSAN)。
苯乙烯均聚物或共聚物可例如藉由自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合或在有機金屬觸媒的作用下(例如Ziegler-Natta觸媒作用)製備。此舉可產生等規、間規、非 規聚苯乙烯或共聚物。其較佳藉由自由基聚合製備。該聚合可以懸浮液聚合、乳液聚合、溶液聚合或本體聚合形式執行。
合適的聚苯乙烯之製備描述於例如Oscar Nuyken,Polystyrenes and Other Aromatic Polyvinyl Compounds,Kricheldorf,Nuyken,Swift,New York 2005，第73-150頁及其中引用之參考文獻；及Elias,Macromolecules,Weinheim 2007，第269-275頁中。
聚碳酸酯為碳酸與芳族或脂族二羥基化合物之聚酯。較佳二羥基化合物為例如亞甲基二伸苯基二羥基化合物，例如雙酚A。
製備聚碳酸酯之一方法為使合適的二羥基化合物與光氣進行界面聚合反應。另一方法為與碳酸之二酯(諸如碳酸二苯酯)進行縮合聚合反應。
合適的聚碳酸酯之製備描述於例如Elias,Macromolecules,Weinheim 2007，第343-347頁中。
在一個較佳實施例中，使用在除去氧氣之情況下聚合的聚苯乙烯或聚碳酸酯。在聚合期間，單體較佳包含總共至多1000 ppm，更佳至多100 ppm及尤其較佳至多10 ppm之氧氣。
合適的聚苯乙烯或聚碳酸酯可包含添加劑作為其他組分，諸如阻燃劑、抗氧化劑、光穩定劑、自由基清除劑、抗靜電劑。該等穩定劑為熟習此項技術者已知。
在本發明之一較佳實施例中，合適的聚苯乙烯或聚碳酸 酯不包含任何抗氧化劑或自由基清除劑。
在本發明之一個實施例中，合適的聚苯乙烯或聚碳酸酯為透明聚合物。
在另一實施例中，合適的聚苯乙烯或聚碳酸酯為不透明聚合物。
在本發明之一個實施例中，基質基本上或完全由聚苯乙烯及/或聚碳酸酯與其他聚合物之混合物組成，但該基質較佳包含至少25重量%，更佳50重量%，最佳至少70重量%之聚苯乙烯及/或聚碳酸酯。
在另一實施例中，基質基本上或完全由聚苯乙烯或聚碳酸酯以任何比率之混合物組成。
在另一實施例中，基質由不同聚苯乙烯與聚碳酸酯之混合物組成。
在一個實施例中，基質用玻璃纖維機械性加強。
已意外發現，與其他基質材料相比，有機螢光著色劑在聚苯乙烯或聚碳酸酯中之穩定性係增強的。
在實施本發明時，包含有機螢光著色劑之基質存在的幾何排列並不關鍵。包含有機螢光著色劑之基質可例如以膜、薄片或板形式存在。包含有機螢光著色劑之基質可同樣以液滴或半球形形式，或以具有凸面及/或凹面之透鏡、平面或球面形式存在。
不考慮三維形狀，本發明之轉換器可例如由單層組成或具有多層結構。
當本發明之色彩轉換器包含一種以上螢光著色劑時，在 本發明之一個實施例中可能有幾種螢光著色劑在一層中互相並排存在。
在另一實施例中，不同螢光著色劑存在於不同層中。
在本發明之一個實施例中，包含有機螢光染料之聚合物層(基質)的厚度為25微米至200微米，較佳35 μm至150 μm及尤其50 μm至100 μm。
在另一實施例中，包含有機螢光染料之聚合物層的厚度為0.2毫米至5毫米，較佳0.3 mm至3 mm，更佳0.4 mm至1 mm。
當色彩轉換器由單層組成或具有層結構時，在一個較佳實施例中該等個別層為連續的且不具有任何孔或中斷，以使得由LED發射之光在各情況下必須穿過包含至少一種有機螢光著色劑之基質。
有機螢光著色劑在基質中之濃度視包括聚合物層厚度之因素而定。若使用薄聚合物層，則有機螢光著色劑之濃度通常比使用厚聚合物層之情況的濃度更高。有機螢光染料之濃度在各情況下以基質材料之量計通常為0.001重量%至0.5重量%，較佳0.002重量%至0.1重量%，最佳0.005重量%至0.05重量%
有機顏料在各情況下以基質材料之量計通常以0.001重量%至0.5重量%，較佳0.005重量%至0.2重量%，更佳0.01重量%至0.1重量%之濃度使用。
在一個較佳實施例中，包含有機螢光染料之層或基質中之至少一者包含光分散體。
在多層結構之另一較佳實施例中，存在幾個包含螢光染料之層及一或多個包含分散體而不含螢光染料之層。
合適的分散體為無機白色顏料，例如二氧化鈦、硫酸鋇、鋅鋇白、氧化鋅、硫化鋅、碳酸鈣，其按照DIN 13320具有0.01 μm至10 μm，較佳0.1 μm至1 μm，更佳0.15 μm至0.4 μm之平均粒度。
分散體在各情況下以包含分散體之層的聚合物計通常以0.01重量%至2.0重量%，較佳0.05重量%至0.5重量%，更佳0.1重量%至0.4重量%之量包括在內。
本發明之色彩轉換器可視情況包含其他組分，諸如載體層。載體層用來為色彩轉換器賦予機械穩定性。載體層之材料類型並不關鍵，只要其為透明的且具有所需機械強度即可。用於載體層之合適材料為例如玻璃或透明剛性有機聚合物，諸如聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
載體層通常具有0.1 mm至10 mm，較佳0.3 mm至5 mm，更佳0.5 mm至2 mm之厚度。
本發明之色彩轉換器適用於轉換由LED產生之光。
本發明之色彩轉換器可與LED以幾乎任何幾何形式組合使用且獨立於照明裝置之結構使用。
較佳以遠端磷光體結構使用本發明之色彩轉換器。此處之色彩轉換器與LED在空間上係分開的。通常，LED與色彩轉換器之間的距離為0.1 cm至50 cm，較佳0.2 cm至10 cm及最佳0.5 cm至2 cm。諸如空氣、惰性氣體、氮氣或其 他氣體之不同介質或其混合物可存在於色彩轉換器與LED之間。
色彩轉換器可例如同心圍繞LED排列或呈平層、板或薄片之形式排列。
本發明之色彩轉換器及照明裝置與先前技術已知之彼等相比，在使用LED燈進行輻射時，展示出較長壽命及較高量子產率，且發射舒適的具有良好色彩再現之光。
本發明之照明裝置適用於戶內、戶外照明，辦公室及車輛照明，及手電筒、遊戲控制台、路燈、受照道路標誌信號的照明。
本發明進一步提供一種製造包含至少一種有機著色劑之色彩轉換器的方法。
在本發明之一個實施例中，製造包含有機螢光染料之色彩轉換器的方法包含製備聚合物膜，其中有機螢光染料與基質材料及視情況選用之散射粒子一起溶解或分散於有機溶劑中，且藉由移除該溶劑將其加工成染料均勻分佈之聚合物膜。
本發明之其他實施例包含聚苯乙烯或聚碳酸酯與有機螢光著色劑之擠出及/或射出成形。
實例
使用材料
聚合物1：甲基丙烯酸甲酯之透明均聚物，按照DIN EN ISO 306具有96℃之Vicat軟化溫度，(來自Evonik之Plexiglas® 6N)
聚合物2：基於雙酚A與光氣之聚縮合物的透明聚碳酸酯(來自Bayer之Makrolon® 3119)
聚合物3：基於苯乙烯均聚物之透明聚苯乙烯，具有1048 kg/m3之密度及按照DIN EN ISO306之98℃的Vicat軟化溫度(來自BASF SE之PS 168 N)
染料1：由3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸第二丁酯)與3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸第二丁酯)之混合物組成的發黃色/綠色螢光之螢光染料。
染料2：發黃色/綠色螢光之螢光染料，名為N-(2,6-二(異丙基)苯基)苝-3,4-二甲酸單醯亞胺。
二氧化鈦：來自硫酸鹽製程之TiO2金紅石顏料，按照DIN 53165具有94.0至100之平均散射能力(來自Kronos Titan之Kronos® 2056)
製備色彩轉換器：
將約2.5 g聚合物與0.03重量%或0.05重量%之染料(以聚合物之質量計)溶解於約5 ml二氯甲烷中，且將0.1重量%或0.5重量%之TiO2分散於其中。
用盒型塗佈棒將所得溶液/分散液塗佈於玻璃表面上(濕膜厚度為400 μm)。溶劑乾燥後，將膜自玻璃剝離且於真空乾燥箱中在50℃下乾燥隔夜。
由此膜衝壓得到直徑為15 mm之圓形膜片，且隨後用作測試樣品。
製備並分析下列樣品：
樣品之曝光：
用曝光器件使樣品曝光，該曝光器件由市售Luxeon V-Star系列之GaN-LED(來自Lumileds Lighting)、LXHL-LR5C寶藍模型構成，並與反射器光學器件一起構建於冷卻單元上。LED在約550 mA至700 mA下操作，所有曝光站設定為相同強度。光波長455 nm時實現輻射。亮度為約0.09 W/cm2。
測定樣品之壽命
為進行分析，將樣品自曝光站移除且在C9920-02量子產率量測系統(來自Hamamatsu)中分析。此涉及將各樣品在累計球(烏布里希球，Ulbricht sphere)中以450 nm至455 nm之光進行照射。藉由以無樣品之烏布里希球中的參照量測來比較，激發光未被吸收之部分及由樣品發射之螢光係藉助於CCD光譜儀測定。對未被吸收之激發光或發射的螢光之強度的整合獲得各樣品之吸收度或螢光強度或螢光量子產率。
將各樣本持續曝光20天時間且自曝光器件移除，僅來測定色彩轉換器之吸收度、螢光強度及螢光量子產率。
圖1及圖3中橫座標顯示以天為單位之曝光時間，且縱座標顯示已吸收之入射光(450 nm至455 nm)的百分比。三條曲線旁之數字對應於樣品編號。在所有情況下均發現樣品對光之吸收隨曝光時間而減少，但在本發明之由聚苯乙烯或聚碳酸酯構成之色彩轉換器(樣品2、3、5及6)中，此減少比非本發明之色彩轉換器(樣品1及4)的情況慢得多。
圖2及圖4中橫座標顯示以天為單位之曝光時間，且縱座標顯示相對螢光強度。三條曲線旁之數字對應於樣品編號。
在所有情況下均發現樣品之螢光強度隨時間而降低，但在本發明之由聚苯乙烯或聚碳酸酯構成之色彩轉換器(樣品2、3、5及6)中，此降低比非本發明之色彩轉換器(樣品1及4)的情況慢得多。
圖1中橫座標顯示以天為單位之曝光時間，且縱座標顯示樣品1至3中已吸收之入射光(450 nm至455 nm)的百分比。
圖2中橫座標顯示以天為單位之曝光時間，且縱座標顯示樣品1至3之相對螢光強度。
圖3中橫座標顯示以天為單位之曝光時間，且縱座標顯示樣品4至6中已吸收之入射光(450 nm至455 nm)的百分比。
圖4中橫座標顯示以天為單位之曝光時間，且縱座標顯示樣品4至6之相對螢光強度。

Claims (18)

  1. 一種照明裝置，其包含至少一個LED及至少一個色彩轉換器，該色彩轉換器包含在基本上由聚苯乙烯或聚碳酸酯組成之基質中的至少一種有機螢光著色劑，其中LED及色彩轉換器以遠端磷光體排列形式存在，其中空氣、惰性氣體、氮氣或其混合物係存在於色彩轉換器與LED之間，及其中該至少一種有機螢光著色劑為苝衍生物。
  2. 如請求項1之照明裝置，其中該至少一種有機螢光著色劑為有機螢光染料。
  3. 如請求項1之照明裝置，其中該至少一種有機螢光著色劑為發綠色或發紅色或發橙色螢光之有機螢光染料。
  4. 如請求項1至3中任一項之照明裝置，其中該至少一種有機螢光著色劑係選自 其中R1為直鏈或支鏈C1-C18烷基、可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代之C4-C8環烷基，或為苯基或萘基，其中苯基及萘基可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代；X表示鄰位及/或對位之取代基且為直鏈或支鏈C1至C18烷基；y為0至3之數字。
  5. 如請求項4之照明裝置，其中該至少一種有機螢光著色劑係式VI化合物，其係N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)- 1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺。
  6. 如請求項4之照明裝置，其中該至少一種有機螢光著色劑係式IV化合物，其中X為鄰位之異丙基且y為2，及/或式V化合物，其中X為鄰位之異丙基且y為2。
  7. 如請求項4之照明裝置，其中該至少一種有機螢光著色劑係選自N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸第二丁酯)、3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸第二丁酯)、3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸異丁酯)、3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸異丁酯)、N-(2,6-二(異丙基)苯基)苝-3,4-二甲酸單醯亞胺及其混合物。
  8. 如請求項7之照明裝置，其中該至少一種有機螢光著色劑係選自N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺及其混合物。
  9. 一種色彩轉換器，其包含於基本上由聚苯乙烯或聚碳酸酯組成之基質中的至少一種有機螢光染料，其中該至少一種有機螢光染料係選自 其中R1為直鏈或支鏈C1-C18烷基、可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代之C4-C8環烷基，或為苯基或萘基，其中苯基或萘基可經鹵素或直鏈或支鏈C1-C18烷基單取代或多取代；X表示鄰位及/或對位之取代基且為直鏈或支鏈C1至C18烷基；y為0至3之數字。
  10. 如請求項9之色彩轉換器，其中該至少一種有機螢光染料係選自N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸第二丁酯)、3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸第二丁酯)、3,9-二氰基苝-4,10-雙(甲酸異丁酯)、3,10-二氰基苝-4,9-雙(甲酸異丁酯)、N-(2,6-二(異丙基)苯基)苝-3,4-二甲酸單醯亞胺及其混合物。
  11. 如請求項10之色彩轉換器，其中該至少一種有機螢光染料係選自N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲二醯亞胺及其混合物。
  12. 如請求項9至11中任一項之色彩轉換器，其中該至少一種有機螢光染料溶解於該基質中存在。
  13. 如請求項9至11中任一項之色彩轉換器，其中該轉換器 另外包含至少一種無機白色顏料作為散射體。
  14. 如請求項9至11中任一項之色彩轉換器，其中該色彩轉換器為膜、板或薄片。
  15. 一種製造如請求項9至14中任一項之色彩轉換器的方法，其包含製備聚合物膜，其中將該有機螢光著色劑與該基質材料及視情況選用之散射粒子一起溶解於有機溶劑中，且藉由移除該溶劑將其加工成膜。
  16. 一種製造如請求項9至14中任一項之色彩轉換器的方法，其包含擠出及/或射出成形具有該至少一種有機螢光著色劑之該基質材料。
  17. 一種如請求項9至14中任一項之色彩轉換器的用途，其用於轉換由LED產生之光。
  18. 一種如請求項9至14中任一項之色彩轉換器的用途，其與至少一個LED在遠端磷光體結構中組合，其中空氣、惰性氣體、氮氣或其混合物係存在於色彩轉換器與LED之間。
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