WO2013073986A1 - Люминесцентный композитный материал и светоизлучающее устройство на его основе - Google Patents

Люминесцентный композитный материал и светоизлучающее устройство на его основе Download PDF

Info

Publication number
WO2013073986A1
WO2013073986A1 PCT/RU2012/000065 RU2012000065W WO2013073986A1 WO 2013073986 A1 WO2013073986 A1 WO 2013073986A1 RU 2012000065 W RU2012000065 W RU 2012000065W WO 2013073986 A1 WO2013073986 A1 WO 2013073986A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polymer
semiconductor
composition
light
optically transparent
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000065
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Максим Сергеевич ВАКШТЕЙН
Сергей Валерьевич ДЕЖУРОВ
Арсений Владимирович НАЗАРКИН
Владимир Михайлович ТРУХАН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технологический Испытательный Центр "Нанотех-Дубна" (Ооо "Нтиц "Нанотех-Дубна")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технологический Испытательный Центр "Нанотех-Дубна" (Ооо "Нтиц "Нанотех-Дубна") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технологический Испытательный Центр "Нанотех-Дубна" (Ооо "Нтиц "Нанотех-Дубна")
Priority to EP12850642.5A priority Critical patent/EP2781574B1/en
Publication of WO2013073986A1 publication Critical patent/WO2013073986A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023—Optical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/422—Luminescent, fluorescent, phosphorescent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • 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

Definitions

  • the invention relates to lighting engineering, namely to a luminescent composite material containing semiconductor nanoparticles, which can be used in the manufacture of lighting devices for general and local lighting used as a white light source, and also to a device based on it.
  • White light is obtained by mixing blue light from the LED itself and the longer wavelength re-emitted from the phosphor, which is part of the luminescent composite material.
  • LED lamps use high power LEDs, the temperature on the crystal (chip) of which reaches 80-100 ° C during operation.
  • the high temperature of the LED leads to a decrease in efficiency and an increase in the rate of degradation of the phosphor deposited directly on the chip or located in close proximity to the chip.
  • the life of the device limited by thermal stability of the phosphor included in its composition.
  • the white light of modern LED systems which are supposed to be used for interior lighting of residential and office premises, are subject to high color rendering index (CRI more than 80).
  • the method of applying a yellow phosphor for example, yttrium aluminum garnet or a mixture of red and yellow-green phosphors directly onto the surface of a blue LED, is widely known.
  • a yellow phosphor for example, yttrium aluminum garnet or a mixture of red and yellow-green phosphors directly onto the surface of a blue LED.
  • the use of LED systems containing only one phosphor for general indoor lighting has significant limitations due to the low quality of the light generated by such systems (color rendering index or CRI ⁇ 75).
  • the use of several phosphors requires optimization of their ratio in the composition of the light-converting material, a certain sequence of their application, as well as a choice of the method of their application. In this case, by simple mixing of the phosphors, it is not possible to achieve high light conversion efficiency.
  • a device for receiving white light from an LED light source is disclosed in the international publication WO 2007/009010 A2, H01L 33/00, publ. 01/18/2007, which consists of an LED chip emitting at one wavelength, semiconductor nanocrystals absorbing at least the first part of the light from the LED chip and re-emitting it at the second wavelength, a powder phosphor absorbing at least the second part light from the LED chip and re-emitting it at the third wavelength.
  • the device provides improving the quality of white light emitted by the LED light source, in particular, increases the color rendering index and decreases the correlated color temperature with a slight deterioration in the efficiency of the system as a whole. This is achieved through the use of a mixture of phosphors, which includes semiconductor nanocrystals emitting in red-orange (600-650 nm) and green-blue (490-530 nm) wavelength ranges.
  • the disadvantages include, firstly, the application of phosphors directly to the LED chip, which leads to accelerated thermal degradation of phosphors, since nanocrystals have low thermal stability, and, therefore, reduce the life of the LED source; secondly, the use of a mixture of phosphors, rather than separate layer-by-layer application thereof, which leads to a decrease in the efficiency of the LED source as a whole.
  • red phosphors based on europium have several drawbacks. Firstly, it is poor resistance to moisture and oxygen in the air, which leads to rapid degradation of the phosphor itself. Secondly, part of the emission spectrum located in the near infrared region (not perceived by the human eye), which leads to a decrease in the efficiency of the system as a whole.
  • the disadvantages of this invention can also be attributed to the insufficiently high conversion efficiency of light from the source LED source of the indicated design with phosphors coated on the shell in the case of using a mixture of phosphors. This is due to the fact that the sequence efficiency of layers with different phosphors, the thickness of these layers, and the ratio of the number of phosphors in different layers also affect the conversion efficiency.
  • a known design of an LED with a phosphor, containing a crystal, a conical reflector and a phosphor, which is located remotely from the crystal (RF Patent N ° 2416841 CI, H01L 33/00, publ. 20.04.11).
  • the invention allows to increase the efficiency of using lateral radiation of the crystal, which is converted into radiation of a phosphor deposited on an inclined surface of the reflector.
  • the authors managed to obtain a uniform color of the white glow of the LED in various directions due to the wide radiation pattern of the phosphor used.
  • the use of a white surface of the reflector allows reflecting downward radiation of a phosphor located on the reflector, which contributes to an increase in the output of radiation from the LED.
  • the light output of the LED increases by 20-30%, as well as the uniformity of the color of the radiation.
  • the use of only one phosphor in this invention does not completely cover the range from blue to red and, accordingly, to obtain white light with a high 5 color rendering index.
  • a fluorescent material which, among other things, includes a layer containing phosphors based on silicates, sulfides, yttrium-aluminum and terbium-aluminum garnets.
  • Another embodiment of the solution is a high index white light device.
  • color rendering which contains an optical film consisting of a fluorescent material excited by the light emitted by the LED chip, so that the light transmitted through the optical film has a color rendering index between 85 and 100.
  • the fluorescent material allows you to create a light source
  • the aim of the present invention is to provide a luminescent composite material, as well as a light emitting 5 device based on it to produce white light.
  • the luminescent composite material can be used in LED lighting devices for general and local lighting in order to increase their efficiency, service life, and provide light comfortable for the human eye (corresponding to sanitary standards) from the lighting device by implementing the specified correlated color temperature and color rendering index.
  • the technical result consists in increasing photo and thermal stability, as well as in increasing the environmental resistance of the luminescent composite material due to
  • LED white light sources with a color rendering index of 80 or more, a correlated color temperature in the range of 2500 - 5000 K, a light output of more than 100 Lm / W, and a service life of 50,000 hours or more.
  • the luminescent composite material contains a polymer base made of optically transparent polymer material, and a multilayer polymer film containing phosphors, while the multilayer polymer film consists of at least three layers, one of which is an optically transparent polymer film, the other is a polymer composition with dispersed semiconductor nanocrystals, and the third layer is a poly ernuyu composition comprising inorganic phosphors.
  • Semiconductor nanocrystals are made of a semiconductor core, a first semiconductor layer and a second semiconductor layer and emit a fluorescent signal with maxima of the fluorescence peaks in the wavelength range of 580 - 650 nm.
  • the light-emitting device for producing white light contains a light source and a luminescent composite material located far from the light source, the light source being made in the form of a light-emitting diode with a radiation wavelength in the range of 430 - 470 nm , part of the radiation of which passes through the luminescent composite material without changes, and the other part of the radiation is absorbed by the luminescent composite material, which is a polymer a base made of an optically transparent polymer material with a multilayer polymer film consisting of at least three layers, one of which is a polymer composition comprising inorganic phosphors, the other is an optically transparent polymer material, the third is a dispersed polymer composition semiconductor nanocrystals, where the nanocrystals are made in the form of a semiconductor core, a first semiconductor layer and a second semiconductor layer and emit a fluorescent signal with 5 maximum fluorescence peaks in the wavelength range of 580 -
  • FIG. 1 luminescent composite material (option 1);
  • FIG. 2 luminescent composite material (option 2);
  • FIG. 3 fluorescence spectrum of 15 InP / CdSe / ZnSe semiconductor nanocrystals
  • FIG. 4 - the fluorescence spectrum is semiconductor. CdSe / CdS / ZnS nanocrystals;
  • FIG. 5 fluorescence spectrum of semiconductor nanocrystals CuInS 2 / ZnSe / ZnS;
  • FIG. 6 fluorescence spectrum of a luminescent composite material (option 1);
  • FIG. 7 fluorescence spectrum of a luminescent composite material (option 2);
  • FIG. 8 light emitting device
  • FIG. 9 light-emitting device with a reflector.
  • FIG. 10 is a graph of the change in radiation intensity (signal registration at 620 nm) of a light-emitting device based on an LED chip (450 nm, 12 W) and luminescent composite materials: known and proposed, for 2000 hours at a temperature of 30-50 ° C; Embodiments of the invention
  • the polymer base 1 is prepared by any known method, for example, by injection molding with the addition of, if necessary, a light scattering additive based on T 2 , Si0 2 , ZnO, BaS0 4 , CaCO3 or polymer spherical particles.
  • Polymer base 1 can be made of an optically transparent polymeric material selected from the group: polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride or polystyrene, while the thickness of the base 1 is in the range from 0.5 to 3 mm.
  • a multilayer polymer film is created by applying an optically transparent polymer film 2 to 15 using one of the known methods, for example, by sequentially printing a layer of polymer composition 3, including an inorganic phosphor luminescing in the yellow-green region of the spectrum, and a layer of polymer composition 4 with dispersed semiconductor 20 nanocrystals luminescent in the orange-red region of the spectrum.
  • the inorganic phosphor dispersed in the bulk of the polymer composition is selected from the group: yttrium-aluminum garnets doped with 25 cerium, or gallium-gadolinium garnets doped with cerium.
  • the semiconductor nanocrystals are a semiconductor core consisting of a semiconductor material selected from the group: CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, CuInS 2 , CuInSe 2 , the first semiconductor layer, consisting of a semiconductor material selected from the group: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, a second semiconductor layer consisting of a semiconductor material selected from the group: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.
  • FIG. 1 schematically shows a luminescent composite material containing a base 1 and a multilayer polymer film consisting of three layers located relative to the polymer base 1 in the following order: polymer film 2, polymer composition 3, including an inorganic phosphor, polymer
  • the film 2 can be made of a polymer material selected from the group: polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride or polystyrene, and if necessary, in its composition
  • a light scattering additive based on Ti0 2 , Si0 2 , ZnO, BaS0 4 , CaCO3 or a light scattering additive in the form of polymer spherical particles may be included.
  • the polymer composition may be made of a polymer material selected from the group: polymethyl methacrylate, polyisocyanate
  • the multilayer polymer film is fixed on the surface of the polymer base 1.
  • Inorganic phosphor and ZO semiconductor nanocrystals are selected so that the combination of their fluorescence spectra covered the wavelength range from 480 to 650 nm as much as possible.
  • the quantum fluorescence yields of inorganic phosphor and semiconductor nanocrystals 5 should be at least 90%.
  • Figure 2 schematically shows another embodiment of a luminescent composite material containing a base 1 and a multilayer polymer film consisting of three layers located relative to the polymer film in the following order: polymer composition 3, comprising an inorganic phosphor, polymer composition with dispersed semiconductor nanocrystals 4 , optically transparent polymer film 2.
  • the number of layers in a multilayer polymer film depends on the specific tasks being solved and can be any, but should not be
  • the layer of inorganic phosphor should be located closer to the blue light source than the layer of semiconductor nanocrystals.
  • concentration of the phosphor and semiconductor nanocrystals, as well as the thickness of the corresponding layers are selected so that the CCT and CRI of white light,
  • zo Fig. 3 shows the fluorescence spectrum of InP / CdSe / ZnSe semiconductor nanocrystals. The wavelength of the maximum fluorescence was 580 nm.
  • Figure 4 shows the fluorescence spectrum of semiconductor nanocrystals CdSe / CdS / ZnS.
  • the wavelength of the maximum fluorescence was 610 nm.
  • Figure 5 shows the fluorescence spectrum of CuInS 2 / ZnSe / ZnS semiconductor nanocrystals.
  • the wavelength of the maximum fluorescence was 640 nm.
  • Figure 6 shows the fluorescence spectrum of a luminescent composite material containing a multilayer polymer film with the sequence of layers shown in figure 1.
  • the luminescent composite material consists of an optically transparent polymeric material made of polymethyl methacrylate 0.5 mm thick, an optically transparent polymer film made of polymethyl methacrylate, a polymeric composition based on polymethyl methacrylate, including a yellow phosphor (yttrium-aluminum garnet doped with cerium), a polymer composition based on polymethyl methacrylate with dispersed nanocrystals of the CdSe / CdS / ZnS structure with a fluorescence maximum wavelength of 620 nm.
  • an optically transparent polymeric material made of polymethyl methacrylate 0.5 mm thick
  • an optically transparent polymer film made of polymethyl methacrylate
  • a polymeric composition based on polymethyl methacrylate including a yellow phosphor (yttrium-aluminum garnet doped with cerium)
  • Figure 7 shows the fluorescence spectrum of a luminescent composite material containing a multilayer polymer film with the sequence of layers shown in figure 2.
  • the color rendering index is 91, and the correlated color temperature is 4000 K.
  • the luminescent composite material consists of an optically transparent polymeric material made of polycarbonate, 3 mm thick, with a light scattering additive TU 2 , optically a transparent polymer film made of polycarbonate with a light-scattering additive Si0 2 , a polymer composition based on polymethylmethacrylate including gallium-gadolinium garnet doped with cerium, with a light-scattering additive ZnO, a polymer composition based on a polymethylmethacrylate with a light-scattering additive Si0 2 and Cd / CdS / ZnS with a wavelength of maximum fluorescence of 620 nm.
  • FIG. 8 illustrates one embodiment of a light emitting device for producing white light comprising a light source 5, a heat sink material 6, and a luminescent composite material 7 located remote from the light source, as described above.
  • the light source 5 is made in the form of an LED with a wavelength of radiation in the range of 430 - 470 nm. Part of the radiation from the light source 5 passes through the luminescent composite material 7 without changes, and the other part of the radiation is absorbed by the luminescent material 7, as a result of which the radiation obtained at the output of the luminescent material 7 gives white radiation with a color rendering index of more than 80. This is achieved by that in the luminescent composite material 7, inorganic phosphor and semiconductor nanocrystals are simultaneously used, which emit a fluorescent signal with maxima of the fluorescence peaks in the dia a wavelength range of 580-650 nm.
  • Fig. 9 shows another embodiment of a light-emitting device for producing white light containing several light sources 5, heat-removing material 6, a luminescent composite material 7, located remotely from the light sources 5.
  • the surface of the luminescent composite material may be flat, convex or concave .
  • the device further comprises a reflector 8, necessary to reduce losses due to the part of the emitted light falling back inside the device by reflection and re-radiation.
  • the reflectance of the reflector must be at least 99%.
  • FIG. 10 is a graph of the variation in radiation intensity
  • Position 9 indicates a graph of the intensity of radiation of a known luminescent material based on semiconductor nanocrystals with a CdSe / ZnS structure
  • position 10 indicates a graph of the intensity of radiation of the proposed luminescent composite material containing a yellow phosphor (yttrium-aluminum garnet doped with cerium), and semiconductor nanocrystals of the structure
  • the luminescent composite material obtained by the above method allows the manufacture of light emitting devices having the following characteristics:

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к светотехнике, а именно к люминесцентному композитному материалу, содержащему полупроводниковые наночастицы, который может быть использован при изготовлении осветительных устройств общего и местного освещения, используемых в качестве источника белого света, а также к устройству на его основе. Люминесцентный композитный материал содержит полимерную основу (1) и многослойную полимерную плёнку, которая состоит из, по меньшей мере, трех слоёв. Одни из слоев представляет собой оптически прозрачную полимерную плёнку (2), другой - полимерную композицию (4) с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, а третий слой представляет собой полимерную композицию (3), включающую неорганические люминофоры. Предложенный люминесцентный композитный материал позволяет изготовлять светоизлучающие устройства, обладающие повышенным сроком службы, высоким индексом цветопередачи, высокой световой отдачей.

Description

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ композитный
МАТЕРИАЛ И СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО НА
ЕГО ОСНОВЕ
Область техники
Изобретение относится к светотехнике, а именно к люминесцентному композитному материалу, содержащему полупроводниковые наночастицы, который может быть использован при изготовлении осветительных устройств общего и местного освещения, используемых в качестве источника белого света, а также к устройству на его основе.
Предшествующий уровень техники
В предлагаемом изобретении речь идет о люминесцентном композитном материале, который используется в светодиодах для получения белого света, а также об устройстве, изготовленном с использованием этого материала. Белый свет получается в результате смешения синего света от самого светодиода и более длинноволнового переизлученного от люминофора, входящего в состав люминесцентного композитного материала.
В настоящее время в светодиодных светильниках используются светодиоды высокой мощности, температура на кристалле (чипе) которых достигает 80-100°С во время работы. Высокая температура светодиода приводит к снижению эффективности и увеличению скорости деградации люминофора, нанесенного непосредственно на чип или расположенного в непосредственной близости к чипу. В результате срок службы устройства лимитируется термической стабильностью входящего в его состав люминофора. Отдельно необходимо отметить, что к белому свету современных светодиодных систем, которые предполагается использовать для внутреннего освещения жилых и офисных помещений, предъявляются требования высокого индекса цветопередачи (CRI более 80).
Для получения белого света с помощью синего светодиода широко известен метод нанесения желтого люминофора, например, иттрий- алюминиевого граната или смеси красного и желто-зелёного люминофоров, непосредственно на поверхность синего светодиода. Однако использование светодиодных систем, содержащих только один люминофор, для целей общего внутреннего освещения имеет существенные ограничения из-за низкого качества света, генерируемого такими системами (индекс цветопередачи или CRI < 75). В свою очередь, использование нескольких люминофоров требует оптимизации их соотношения в составе светопреобразующего материала, определённой последовательности их нанесения, а также выбора способа их нанесения. При этом простым смешением люминофоров не удается достичь высокой эффективности преобразования света.
Известно устройство для получения белого света от светодиодного источника света, раскрытое в международной публикации WO 2007/009010 А2, H01L 33/00, опубл. 18.01.2007, которое состоит из светодиодного чипа, излучающего на одной длине волны, полупроводниковых нанокристаллов, поглощающих, по крайней мере, первую часть света от светодиодного чипа и переизлучающих его на второй длине волны, порошкообразного люминофора, поглощающего, по крайней мере, вторую часть света от светодиодного чипа и переизлучающего его на третьей длине волны. Устройство обеспечивает повышение качества белого света, излучаемого светодиодным источником света, в частности, повышается индекс цветопередачи и снижается коррелированная цветовая температура при незначительном ухудшении эффективности системы в целом. Это достигается за счет использования смеси люминофоров, в состав которой входят полупроводниковые нанокристаллы, излучающие в красно-оранжевом (600-650 нм) и зелено-голубом (490-530 нм) диапазонах длин волн.
К недостаткам можно отнести, во-первых, нанесение люминофоров непосредственно на светодиодный чип, что приводит к ускоренной термической деградации люминофоров, поскольку нанокристаллы обладают низкой термической устойчивостью, и, следовательно, к снижению срока службы светодиодного источника; во-вторых, использование смеси люминофоров, а не раздельное послойное их нанесение, что приводит к снижению эффективности светодиодного источника в целом.
Известно также изобретение, раскрытое в заявке US 201 1/187262 А1, H01J 1/62, опубл. 04.08.201 1 , которое содержит светоизлучающий диод и сферическую проницаемую оболочку, при этом поверхность оболочки внутри и снаружи покрыта слоем, содержащим люминофор. В указанном изобретении используются традиционные люминофоры на основе иттрий-алюминиевых гранатов, силикатов, нитрида кремния, сульфидов, в которых за излучение в красной области отвечает редкоземельный элемент в виде допанта (в частности, европий). Использование именно красного люминофора позволяет достичь высокого значения индекса цветопередачи (CRI >90) для цветовой температуры до 2700 К. Однако красные люминофоры на основе европия имеют несколько недостатков. Во-первых, это плохая устойчивость к воздействию влаги и кислорода воздуха, что приводит к быстрой деградации самого люминофора. Во-вторых, часть спектра излучения находится в ближней ИК области (не воспринимаемой человеческим глазом), что приводит к снижению эффективности системы в целом.
В-третьих, большой расход материала, поскольку используются частицы микронного или субмикронного размера, а также дополнительное снижение эффективности за счет рассеивания света на крупных частицах.
К недостаткам данного изобретения также можно отнести недостаточно высокую эффективность преобразования света от исходного светодиодного источника указанной конструкцией с нанесенными на оболочку люминофорами в случае использования смеси люминофоров. Это связано с тем, что на эффективность преобразования оказывают влияние и последовательность слоев с различными люминофорами, и толщины данных слоев, и соотношение количества люминофоров в различных слоях.
Известна конструкция светодиода с люминофором, содержащая кристалл, конический отражатель и люминофор, который расположен удаленно от кристалла (Патент РФ N°2416841 CI , H01L 33/00, опубл. 20.04.11). Изобретение позволяет увеличить эффективность использования бокового излучения кристалла, которое преобразуется в излучение люминофора, нанесенного на наклонную поверхность отражателя. Авторам удалось получить равномерную цветность белого свечения светодиода в различных направлениях благодаря широкой диаграмме направленности излучения используемого люминофора. Кроме того, использование белой поверхности отражателя позволяет отразить направленное вниз излучение люминофора, расположенного на отражателе, что способствует увеличению вывода излучения из светодиода. В результате увеличивается световая отдача светодиода на 20-30%, а также равномерность цветности излучения. Однако использование только одного люминофора в данном изобретении не позволяет полностью перекрыть диапазон от голубого до красного цветов и, соответственно, получить белый свет с высоким 5 индексом цветопередачи.
В качестве прототипа было выбрано техническое решение, раскрытое в заявке US 201 1/0090670 А1 , В32В 3/00, C09J 7/02, опубл. 21.04.201 1 , которое содержит люминесцентный материал и светоизлучающее устройство на его основе. Одним из вариантов ю выполнения указанного технического решения является флуоресцентный материал, в состав которого, помимо прочего, входит слой, содержащий люминофоры на основе силикатов, сульфидов, иттрий-алюминиевых и тербий-алюминиевых гранатов. Другим вариантом выполнения решения является устройство для получения белого света с высоким индексом
15 цветопередачи, которое содержит оптическую пленку, состоящую из флуоресцентного материала, возбуждаемого светом, излучаемым светодиодным чипом, таким образом, что свет, прошедший через оптическую пленку имеет индекс цветопередачи между 85 и 100. Флуоресцентный материал позволяет создать источник света,
20 обладающий индексом цветопередачи в диапазоне 85-100 при коррелированных цветовых температурах в диапазоне 3000 - 5000 К.
Основным недостатком этого решения является использование люминофоров на основе редкоземельных элементов, которые обладают низкой термической стабильностью, а также низкой фотостабильностью
25 при воздействии на них влаги и кислорода воздуха. К тому же данное решение имеет ограничения, связанные с использованием именно пленочного материала.
зо Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является создание люминесцентного композитного материала, а также светоизлучающего 5 устройства на его основе для получения белого света. Люминесцентный композитный материал можно использовать в светодиодных осветительных устройствах общего и местного освещения с целью повышения их эффективности, срока службы, обеспечения комфортного для человеческого глаза света (соответствующего санитарным нормам) от ю осветительного устройства путем реализации заданных коррелированной цветовой температуры и индекса цветопередачи.
Технический результат состоит в повышении фото- и термической стабильности, а также в повышении устойчивости к воздействию окружающей среды люминесцентного композитного материала за счет
15 использования в его составе нового типа люминесцентных полупроводниковых нанокристаллов, относящихся к следующему типу: «ядро/первая полупроводниковая оболочка/вторая полупроводниковая оболочка». Далее по тексту используется следующее условное обозначение полупроводниковых нанокристаллов: ядро/первая
20 полупроводниковая оболочка/вторая полупроводниковая оболочка.
Например, CdSe/CdS/ZnS.
В предлагаемом люминесцентном композитном материале решены, как проблемы конструкционного характера, так и проблемы состава, толщины и последовательности нанесения функциональных слоев, в
25 результате чего данный материал позволяет создавать светодиодные источники белого света с индексом цветопередачи 80 и более, коррелированной цветовой температурой в диапазоне 2500 - 5000 К, световой отдачей более 100 Лм/Вт, сроком службы 50000 часов и более. зо Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что люминесцентный композитный материал содержит полимерную основу, выполненную из оптически прозрачного полимерного материала, и многослойную полимерную плёнку, содержащую люминофоры, при этом многослойная полимерная плёнка состоит из, по меньшей мере, трех слоев, один из которых представляет собой оптически прозрачную полимерную плёнку, другой - полимерную композицию с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, а третий слой представляет собой полимерную композицию, включающую неорганические люминофоры. Полупроводниковые нанокристаллы выполнены из полупроводникового ядра, первого полупроводникового слоя и второго полупроводникового слоя и испускают флуоресцентный сигнал с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580 - 650 нм.
Поставленная задача также решается, а технический результат достигается тем, что светоизлучающее устройство для получения белого света содержит источник света и расположенный удаленно от источника света люминесцентный композитный материал, при этом источник света выполнен в виде свето диода с длиной волны излучения в диапазоне 430- 470 нм, часть излучения которого проходит через люминесцентный композитный материал без изменений, а другая часть излучения поглощается люминесцентным композитным материалом, представляющим собой полимерную основу, выполненную из оптически прозрачного полимерного материала, с многослойной полимерной плёнкой, состоящей из, по меньшей мере, трёх слоёв, один из которых представляет собой полимерную композицию, включающую неорганические люминофоры, другой - оптически прозрачный полимерный материал, третий представляет собой полимерную композицию с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, где нанокристаллы выполнены в виде полупроводникового ядра, первого полупроводникового слоя и второго полупроводникового слоя и испускают флуоресцентный сигнал с 5 максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580 - 650 нм, в результате чего излучение, полученное на выходе из люминесцентного композитного материала, дает белое излучение с индексом цветопередачи более 80.
Краткое описание чертежей
ю Заявленная группа изобретений поясняется чертежами, на которых представлены:
Фиг. 1 - люминесцентный композитный материал (вариант 1);
Фиг. 2 - люминесцентный композитный материал (вариант 2);
Фиг. 3 - спектр флуоресценции полупроводниковых нанокристаллов 15 InP/CdSe/ZnSe;
Фиг. 4 - спектр флуоресценции полупроводниковы . нанокристаллов CdSe/CdS/ZnS;
Фиг. 5 - спектр флуоресценции полупроводниковых нанокристаллов CuInS2/ZnSe/ZnS;
20 Фиг. 6 - спектр флуоресценции люминесцентного композитного материала (вариант 1);
Фиг. 7 - спектр флуоресценции люминесцентного композитного материала (вариант 2);
Фиг. 8 - светоизлучающее устройство;
25 Фиг. 9 - светоизлучающее устройство с отражателем.
Фиг. 10 - график изменения интенсивности излучения (регистрация сигнала на 620 нм) светоизлучающего устройства на основе светодиодного чипа (450 нм, 12 Вт) и люминесцентных композитных материалов: известного и предлагаемого, в течение 2000 часов при зо температуре 30-50°С; Варианты осуществления изобретения
Для получения белого света с помощью синего источника света предлагается использовать новый люминесцентный композитный 5 материал, который получают следующим образом.
Изготавливают полимерную основу 1 любым известным методом, например, методом литья под давлением с добавлением, при необходимости, светорассеивающей добавки на основе Т 2, Si02, ZnO, BaS04, СаСОз или полимерных сферических частиц. Полимерная основа ю 1 может быть выполнена из оптически прозрачного полимерного материала, выбранного из группы: поликарбонат, полиметилметакрилат, поливинилхлорид или полистирол, при этом толщина основы 1 находится в диапазоне от 0,5 до 3 мм.
Создают многослойную полимерную плёнку путем нанесения на 15 оптически прозрачную полимерную плёнку 2 одним из известных способов, например, методом печати последовательно слоя полимерной композиции 3, включающей неорганический люминофор, люминесцирующий в желто-зелёной области спектра, и слоя полимерной композиции 4 с диспергированными полупроводниковыми 20 нанокристаллами, люминесцирующими в оранжево-красной области спектра.
В преимущественном варианте исполнения неорганический люминофор, диспергированный в объеме полимерной композиции, выбирается из группы: иттрий-алюминиевые гранаты, допированные 25 церием, или галлий- гадолиниевые гранаты, допированные церием.
В преимущественном варианте исполнения полупроводниковые нанокристаллы представляют собой полупроводниковое ядро, состоящее из полупроводникового материала, выбранного из группы: CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, CuInS2, CuInSe2, первый полупроводниковый слой, зо состоящий из полупроводникового материала, выбранного из группы: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, второй полупроводниковый слой, состоящий из полупроводникового материала, выбранного из группы: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.
5 Приведенные выше структуры полупроводниковых нанокристаллов обеспечивают увеличение относительного квантового выхода флуоресценции до 90% и выше. При этом термическая стабильность и фотостабильность указанных нанокристаллов позволяют использовать их в светоизлучающих устройствах со сроком жизни 50 000 часов и более. ю На фиг.1 схематически показан люминесцентный композитный материал, содержащий основу 1 и многослойную полимерную плёнку, состоящую из трех слоев, расположенных относительно полимерной основы 1 в следующем порядке: полимерная плёнка 2, полимерная композиция 3, включающая неорганический люминофор, полимерная
15 композиция с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами 4.
При этом плёнка 2 может быть выполнена из полимерного материала, выбранного из группы: поликарбонат, полиметилметакрилат, поливинилхлорид или полистирол, и в её состав, при необходимости,
20 может входить светорассеивающая добавка на основе Ti02, Si02, ZnO, BaS04, СаСОз или светорассеивающая добавка в виде полимерных сферических частиц.
Полимерная композиция может быть выполнена из полимерного материала, выбранного из группы: полиметилметакрилат, полиизоцианат
25 или их смеси, и в её состав, при необходимости, может входить светорассеивающая добавка на основе ТЮ2, Si02, ZnO, BaS04, СаС03 или светорассеивающая добавка в виде полимерных сферических частиц.
Многослойная полимерная пленка закрепляется на поверхности полимерной основы 1. Неорганический люминофор и зо полупроводниковые нанокристаллы выбираются таким образом, чтобы комбинация их спектров флуоресценции максимально перекрывала диапазон длин волн от 480 до 650 нм. Квантовые выходы флуоресценции неорганического люминофора и полупроводниковых нанокристаллов 5 должны составлять не менее 90%.
На фиг.2 схематически показан другой вариант исполнения люминесцентного композитного материала, содержащего основу 1 и многослойную полимерную плёнку, состоящую из трех слоев, расположенных относительно полимерной плёнки в следующем порядке: ю полимерная композиция 3, включающая неорганический люминофор, полимерная композиция с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами 4, оптически прозрачная полимерная плёнка 2.
Количество слоёв в многослойной полимерной плёнке зависит от конкретных решаемых задач и может быть любым, но не должно быть
15 меньше трёх. Представленные примеры не ограничивают всех возможных вариантов сочетания слоёв в многослойной полимерной плёнке, и приведены лишь с целью подтверждения выполнения заявленного материала, охарактеризованного в первом независимом пункте формулы изобретения.
20 При этом слой неорганического люминофора должен быть расположен ближе к источнику синего света, чем слой полупроводниковых нанокристаллов. Концентрации люминофора и полупроводниковых нанокристаллов, а также толщины соответствующих слоев подбираются таким образом, чтобы ССТ и CRI белого света,
25 испускаемого светоизлучающим устройством, содержащим источник света и расположенный удаленно от источника света люминесцентный композитный материал, лежали в диапазоне 2500 - 5000 К и 80-100, соответственно. зо На фиг.З показан спектр флуоресценции полупроводниковых нанокристаллов InP/CdSe/ZnSe. Длина волны максимума флуоресценции составила 580 нм.
На фиг.4 показан спектр флуоресценции полупроводниковых нанокристаллов CdSe/CdS/ZnS. Длина волны максимума флуоресценции составила 610 нм.
На фиг.5 показан спектр флуоресценции полупроводниковых нанокристаллов CuInS2/ZnSe/ZnS Длина волны максимума флуоресценции составила 640 нм.
На фиг.6 показан спектр флуоресценции люминесцентного композитного материала, содержащего многослойную полимерную плёнку с последовательностью слоев, показанной на фиг.1. Индекс цветопередачи 90, коррелированная цветовая температура 3300 К.
Люминесцентный композитный материал состоит из оптически прозрачного полимерного материала, выполненного из полиметилметакрилата, толщиной 0,5 мм, оптически прозрачной полимерной пленки, выполненной из полиметилметакрилата, полимерной композиции на основе полиметилметакрилата, включающей желтый люминофор (иттрий-алюминиевый гранат, допированный церием), полимерной композиции на основе полиметилметакрилата с диспергированными нанокристаллами структуры CdSe/CdS/ZnS с длиной волны максимума флуоресценции 620 нм.
На фиг.7 показан спектр флуоресценции люминесцентного композитного материала, содержащего многослойную полимерную плёнку с последовательностью слоев, показанной на фиг.2. Индекс цветопередачи 91 , а коррелированная цветовая температура равна 4000 К.
Люминесцентный композитный материал состоит из оптически прозрачного полимерного материала, выполненного из поликарбоната, толщиной 3 мм, со светорассеивающей добавкой ТЮ2, оптически прозрачной полимерной пленки, выполненной из поликарбоната, со светорассеивающей добавкой Si02, полимерной композиции на основе полиметилметакрилата, включающей галлий-гадолиниевый гранат, допированный церием, со светорассеивающей добавкой ZnO, полимерной композиции на основе полиметилметакрилата со светорассеивающей добавкой Si02 и с диспергированными нанокристаллами структуры CdSe/CdS/ZnS с длиной волны максимума флуоресценции 620 нм.
На фиг. 8 показан один из вариантов выполнения светоизлучающего устройства для получения белого света, содержащего источник света 5, теплоотводящий материал 6 и расположенный удаленно от источника света люминесцентный композитный материал 7, описанный выше. Источник света 5 выполнен в виде светодиода с длиной волны излучения в диапазоне 430 - 470 нм. Часть излучения от источника света 5 проходит через люминесцентный композитный материал 7 без изменений, а другая часть излучения поглощается люминесцентным материалом 7, в результате чего излучение, полученное на выходе из люминесцентного материала 7, дает белое излучение с индексом цветопередачи более 80. Это достигается тем, что в люминесцентном композитном материале 7 одновременно используется неорганический люминофор и полупроводниковые нанокристаллы, которые испускают флуоресцентный сигнал с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580-650 нм.
На фиг.9 показан другой вариант выполнения светоизлучающего устройства для получения белого света, содержащего несколько источников света 5, теплоотводящий материал 6 люминесцентный композитный материал 7, расположенный удаленно от источников света 5. При этом поверхность люминесцентного композитного материала может быть плоской, выпуклой или вогнутой формы. Устройство дополнительно содержит отражатель 8, необходимый для уменьшения потерь за счет части излучаемого света попадающей обратно внутрь устройства путем отражения и переизлучения. Коэффициент отражения отражателя должен составлять не менее 99%.
5 На фиг.10 представлен график изменения интенсивности излучения
(регистрация сигнала на 620 нм) светоизлучающего устройства на основе светодиодного чипа (450 нм, 12 Вт) и люминесцентных композитных материалов: известного и предлагаемого. Позицией 9 обозначен график изменения интенсивности излучения известного люминесцентного ю материала на основе полупроводниковых нанокристаллов со структурой CdSe/ZnS, позицией 10 обозначен график изменения интенсивности излучения предлагаемого люминесцентного композитного материала, содержащего желтый люминофор (иттрий-алюминиевый гранат, допированный церием), и полупроводниковые нанокристаллы структуры
15 CdSe/CdS/ZnS.
Из представленных графиков видно, что интенсивность флуоресценции предлагаемого люминесцентного композитного материала сохраняется на протяжении длительного времени, в отличие от известного люминесцентного материала.
20 Промышленная применимость
Таким образом, полученный описанным выше способом люминесцентный композитный материал позволяет изготовлять светоизлучающие устройства, обладающие следующими характеристиками:
25 - повышенным сроком службы за счет использования нового типа красного люминофора - полупроводниковых нанокристаллов, а также расположения люминесцентного композитного материала на удалении от источника синего света;
высоким индексом цветопередачи за счет одновременного зо использования неорганического люминофора, флуоресцирующего в жёлто-зеленой области спектра, и полупроводниковых нанокристаллов, флуоресцирующих в оранжево-красной области спектра;
высокой световой отдачей за счет расположения люминесцентного композитного материала на удалении от источника синего света, а также послойного расположения неорганического люминофора и полупроводниковых нанокристаллов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
5 1. Люминесцентный композитный материал, содержащий полимерную основу, выполненную из оптически прозрачного полимерного материала, и многослойную полимерную плёнку, содержащую люминофоры, отличающийся тем, что многослойная полимерная плёнка состоит из, по меньшей мере, трех слоев, один из ю которых представляет собой оптически прозрачную полимерную плёнку, другой - полимерную композицию с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, а третий слой представляет собой полимерную композицию, включающую неорганические люминофоры, при этом полупроводниковые нанокристаллы выполнены
15 из полупроводникового ядра, первого полупроводникового слоя и второго полупроводникового слоя и испускают флуоресцентный сигнал с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580-650 нм.
2. Материал по п.1 , отличающийся тем, что полупроводниковое ядро состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы: CdS,
20 CdSe, CdTe, InP, InAs, CuInS2, CuInSe2.
3. Материал по п.1 , отличающийся тем, что первый полупроводниковый слой состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.
4. Материал по п.1, отличающийся тем, что второй 5 полупроводниковый слой состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.
5. Материал по п.1, отличающийся тем, что неорганические люминофоры выбирают из группы: иттрий-алюминиевые гранаты, допированные церием, или галлий-гадолиниевые гранаты, допированные 0 церием.
6. Материал по п.1 , отличающийся тем, что оптически прозрачный полимерный материал выбирают из группы: поликарбонат, полиметилметакрилат, поливинилхлорид или полистирол.
5 7. Материал по п.6, отличающийся тем, что в состав оптически прозрачного полимерного материала дополнительно может входить светорассеивающая добавка на основе Ti02, Si02, ZnO.
8. Материал по п.1 , отличающийся тем, что толщина полимерной основы составляет от 0,5 до 3 мм.
ю 9. Материал по п.1, отличающийся тем, что оптически прозрачная полимерная плёнка выполнена из полимерного материала, выбранного из группы: поликарбонат, полиметилметакрилат, поливинилхлорид, полистирол или полиэтилентерефталат.
10. Материал по п.9, отличающийся тем, что в состав оптически 15 прозрачной полимерной пленки дополнительно может входить светорассеивающая добавка на основе Ti02, Si02, ZnO.
11. Материал по п.1 , отличающийся тем, что полимерная композиция выполнена из полиметилметакрилата, полиизоцианата или их смеси.
12. Материал по п. П , отличающийся тем, что в состав полимерной 20 композиции дополнительно может входить светорассеивающая добавка на основе Ti02, Si02, ZnO.
13. Материал по п.1 , отличающийся тем, что многослойная полимерная плёнка состоит из слоёв, расположенных относительно полимерной основы в следующем порядке: оптически прозрачный полимерный
25 материал, полимерная композиция, включающая неорганические люминофоры, полимерная композиция с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами.
зо
14. Светоизлучающее устройство для получения белого света, содержащее источник света и расположенный удаленно от источника света люминесцентный композитный материал, отличающееся тем, что
5 источник света выполнен в виде светодиода с длиной волны излучения в диапазоне 430-470 нм, часть излучения которого проходит через люминесцентный композитный материал без изменений, а другая часть излучения поглощается люминесцентным композитным материалом, представляющим собой полимерную основу, выполненную из оптически ю прозрачного полимерного материала, с многослойной полимерной плёнкой, состоящей из, по меньшей мере, трёх слоёв, один из которых представляет собой полимерную композицию, включающую неорганические люминофоры, другой - оптически прозрачный полимерный материал, третий представляет собой полимерную
15 композицию с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, где нанокристаллы выполнены в виде полупроводникового ядра, первого полупроводникового слоя и второго полупроводникового слоя и испускают флуоресцентный сигнал с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580-650 нм, в
20 результате чего излучение, полученное на выходе из люминесцентного композитного материала, дает белое излучение с индексом цветопередачи более 80.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что полупроводниковое ядро состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы:
25 CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, CuInS2, CuInSe2.
16. Устройство no n.14, отличающееся тем, что первый полупроводниковый слой состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.
30
17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что второй полупроводниковый слой состоит из полупроводникового материала, выбранного из группы: ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs.
5 18. Устройство no n.14, отличающееся тем, что неорганические люминофоры выбирают из группы: иттрий-алюминиевые гранаты, допированные церием, или галлий-гадолиниевые гранаты, допированные церием.
19. Устройство по п.14, отличающееся тем, что оптически прозрачный 10 полимерный материал выбирают из группы: поликарбонат, полиметилметакрилат, поливинилхлорид или полистирол.
20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что в состав оптически прозрачного полимерного материала дополнительно может входить светорассеивающая добавка на основе Т 2, Si02, ZnO.
15 21. Устройство по п.14, отличающееся тем, что толщина полимерной основы составляет от 0,5 до 3 мм.
22. Устройство по п.14, отличающийся тем, что оптически прозрачная полимерная плёнка выполнена из полимерного материала, выбранного из группы: поликарбонат, полиметилметакрилат, поливинилхлорид,
20 полистирол или полиэтилентерефталат.
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что в состав оптически прозрачной полимерной пленки дополнительно может входить светорассеивающая добавка на основе Ti02, Si02, ZnO.
24. Устройство по п.14, отличающееся тем, что полимерная 25 композиция выполнена из полиметилметакрилата, полиизоцианата или их смеси.
25. Устройство по п.24, отличающийся тем, что в состав полимерной композиции дополнительно может входить светорассеивающая добавка на основе ТЮ2, Si02, ZnO.
зо
26. Устройство по п.14, отличающееся тем, что многослойная полимерная плёнка состоит из слоев, расположенных относительно полимерной основы в следующем порядке: оптически прозрачный полимерный материал, полимерная композиция, включающая неорганические люминофоры, полимерная композиция с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами.
27. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно включает отражатель.
28. Устройство по п.14, отличающееся тем, что поверхность люминесцентного композитного материала может быть плоской, выпуклой или вогнутой формы.
PCT/RU2012/000065 2011-11-18 2012-02-06 Люминесцентный композитный материал и светоизлучающее устройство на его основе WO2013073986A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12850642.5A EP2781574B1 (en) 2011-11-18 2012-02-06 Luminescent composite material and light-emitting device based thereon

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146673/05A RU2500715C2 (ru) 2011-11-18 2011-11-18 Люминесцентный композитный материал и светоизлучающее устройство на его основе
RU2011146673 2011-11-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013073986A1 true WO2013073986A1 (ru) 2013-05-23

Family

ID=48429937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000065 WO2013073986A1 (ru) 2011-11-18 2012-02-06 Люминесцентный композитный материал и светоизлучающее устройство на его основе

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2781574B1 (ru)
RU (1) RU2500715C2 (ru)
WO (1) WO2013073986A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549406C1 (ru) * 2013-09-26 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Полимерная люминесцентная композиция для получения белого света, возбуждаемая синим светодиодом
KR20190008885A (ko) 2016-05-13 2019-01-25 킹 압둘라 유니버시티 오브 사이언스 앤드 테크놀로지 다기능 조명, 데이터 장치 또는 조합 및 시스템
RU2689970C1 (ru) * 2018-05-23 2019-05-29 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Способ создания активной среды на основе полупроводниковых люминесцентных нанокристаллов в полимерной матрице
US20220235266A1 (en) * 2019-05-23 2022-07-28 Sony Group Corporation Light emitting element with emissive semiconductor nanocrystal materials and projector light source based on these materials

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007009010A2 (en) 2005-07-13 2007-01-18 Evident Technologies, Inc. Light emitting diode comprising semiconductor nanocrystal complexes and powdered phosphors
US20100264371A1 (en) * 2009-03-19 2010-10-21 Nick Robert J Composition including quantum dots, uses of the foregoing, and methods
RU2416841C1 (ru) 2010-04-09 2011-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр оптико-электронных приборов "ОПТЭЛ" (ООО "НПЦ ОЭП "ОПТЭЛ") Конструкция светодиода с люминофором
US20110090670A1 (en) 2009-10-19 2011-04-21 Ahn Young Joo Optical film and light emitting device using the same
US20110187262A1 (en) 2006-08-03 2011-08-04 Intematix Corporation Led lighting arrangement including light emitting phosphor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2480518C (en) * 2002-03-29 2016-07-19 Massachusetts Institute Of Technology Light emitting device including semiconductor nanocrystals
US20050142371A1 (en) * 2002-05-31 2005-06-30 Swain Stuart D. Phosphorescent sheets or films having protective topcoat and methods of making the same
KR20060079210A (ko) * 2003-09-08 2006-07-05 그룹 Iv 세미콘덕터 아이엔씨. 고체 형태 백색 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이
GB0821122D0 (en) * 2008-11-19 2008-12-24 Nanoco Technologies Ltd Semiconductor nanoparticle - based light emitting devices and associated materials and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007009010A2 (en) 2005-07-13 2007-01-18 Evident Technologies, Inc. Light emitting diode comprising semiconductor nanocrystal complexes and powdered phosphors
US20110187262A1 (en) 2006-08-03 2011-08-04 Intematix Corporation Led lighting arrangement including light emitting phosphor
US20100264371A1 (en) * 2009-03-19 2010-10-21 Nick Robert J Composition including quantum dots, uses of the foregoing, and methods
US20110090670A1 (en) 2009-10-19 2011-04-21 Ahn Young Joo Optical film and light emitting device using the same
RU2416841C1 (ru) 2010-04-09 2011-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр оптико-электронных приборов "ОПТЭЛ" (ООО "НПЦ ОЭП "ОПТЭЛ") Конструкция светодиода с люминофором

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2781574A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2781574A4 (en) 2015-12-02
RU2500715C2 (ru) 2013-12-10
RU2011146673A (ru) 2013-05-27
EP2781574B1 (en) 2016-11-16
EP2781574A1 (en) 2014-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8567974B2 (en) Illumination device with LED and one or more transmissive windows
US8067884B2 (en) LED lighting arrangement including a substantially spherical optical component having a surface partially coated with a light emitting phosphor
US9541243B2 (en) Light conversion assembly, a lamp and a luminaire
US9441811B2 (en) Lighting devices utilizing optical waveguides and remote light converters, and related methods
JP5951180B2 (ja) 飽和変換材料を有するエミッタパッケージ
KR101437839B1 (ko) 전계 발광 장치
KR20110137368A (ko) 컬러 조절 장치
US9651227B2 (en) Low-profile lighting system having pivotable lighting enclosure
KR20120036852A (ko) 리모트 표면 상에 개별 루미포르 함유 영역을 갖는 조명 디바이스
US20140191273A1 (en) Light-emitting arrangement
RU2500715C2 (ru) Люминесцентный композитный материал и светоизлучающее устройство на его основе
TW201610355A (zh) 波長轉換部件以及遠程磷光體型發光裝置
US9568665B2 (en) Lighting systems including lens modules for selectable light distribution
US20230402573A1 (en) Coated phosphor particle, light emitting device including a coated phosphor particle, and method of making a coated phosphor particle
JP5285795B1 (ja) 照明モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12850642

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012850642

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012850642

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE