Композиция для изготовления оптически прозрачного материала и светорассеивающая оболочка, изготовленная из этой композиции

Авторы патента:

H01L33/48 - Полупроводниковые приборы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, например инфракрасного; специальные способы или устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42; полупроводниковые лазеры H01S 5/00; электролюминесцентные источники H05B 33/00)

C09K11/00 - Люминесцентные, например электролюминесцентные, хемилюминесцентные материалы

Владельцы патента RU 2542255:

Общество с ограниченной ответственностью "ДиС ПЛЮС" (RU)

Изобретения относятся к светотехнике и могут быть использованы при изготовлении светодиодных устройств для общего освещения. Композиция для получения оптически прозрачного материала содержит компоненты в следующих пропорциях: 100 вес. ч. термопластичного полимера - поликарбоната; 0,1-1 вес. ч. смеси для термической стабилизации, включающей трис-(2,4-дитретбутилфенил)фосфита и октадецил-3-(3′,5′-дитретбутил-4′-гидроксифенил)пропионата в отношении 4:1; 1-10 вес. ч. активированного металлом люминофора - Nb³⁺: Y₃ AL₅ O₁₂ с размером частиц от 0,5 до 10 мкм; 0,1-1 вес. ч. дезактиватора металлов 2′,3-бис-пропионгидразида; 0,2-6,0 вес. ч. компатибилизатора, в качестве которого использован модифицированный полимер на основе линейного полиэтилена низкой плотности с привитыми функциональными акрилатными и эпоксидными химически активными группами. Из указанной композиции изготавливают светорассеивающую оболочку светодиодных осветительных устройств в виде тонкостенного оптически прозрачного тела плоской, полусферической или цилиндрической формы. Композиция не разлагается при формовании изделий из расплава, а светорассеивающая оболочка сохраняет оптические свойства при долговременной эксплуатации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил., 2 пр.

Область техники

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при изготовлении светорассеивающих оболочек светодиодных осветительных устройств, предназначенных, в частности, для общего освещения.

Предшествующий уровень техники

Осветительные устройства, источником светового излучения в которых являются светодиоды, не должны создавать слепящих бликов, резких перепадов яркости на поверхности излучения, вызывающих ощущение дискомфорта. Указанный эффект является следствием высокой яркости светодиодов при относительно малых угловых размерах. Наиболее часто эта проблема решается путем рассеяния излучения с помощью защитно-декоративных средств. Другим путем решения указанной проблемы является создание обширной светоизлучающей поверхности, яркость которой не вызывает дискомфорта и является достаточной для создания нормируемого уровня освещенности.

Известны светящиеся указатели для плавающих средств, изготовленные из термопластичного полимера, включающего частицы люминесцирующего алюмината, легированного редкоземельным металлом, имеющие размеры от 10 до 250 мкм и содержание в количестве 6-20% от массы полимера (патент № WO 2010017580, МПК С09К 11/00, дата публикации 18.02.2010).

Известное решение имеет в составе материала указателей некоторые компоненты, сходные с компонентами изобретения. Однако световые указатели предназначены для использования на плавающих средствах и не пригодны для создания общего освещения.

Использование фотолюминофоров для преобразования светового излучения известно также из патентов RU 2301475 и US 6068383, в которых фотолюминофор в составе пленочного покрытия располагается на поверхности оптически прозрачной конструкции. Такая технология является особенно трудоемкой при нанесении пленки на трехмерную поверхность. При этом возникают проблемы равномерности распределения частиц люминофора в покрытии и проблемы обеспечения его толщины. При этом не гарантируется равномерность яркости по всей светоизлучающей поверхности.

Известен патент, в котором, с целью создания равномерной яркости светоизлучающей поверхности, светоизлучающее устройство включает светодиодный источник света ультрафиолетового спектра свечения и планарное тело, полученное путем формования при размягчающей температуре смеси оптически прозрачной смолы, частиц люминофора, светорассеивающих включений и красящих пигментов (патент РФ №2319063, МПК F21V 9/00, дата публикации 10.06.2006).

Известное решение предназначено для создания планарного тела, используемого в составе маломощных осветительных устройств, создающих низкий уровень освещенности, достаточный для обеспечения работы световых указателей, но не пригодно для осветительных устройств, предназначенных для общего освещения, в которых используется большое количество светодиодов, суммарное количество выделяемого тепла которых оказывает существенное влияние на оптические свойства осветительного устройства.

Включение частиц люминофора в оптически прозрачное связующее является очевидным решением для создания различного рода светорассеивателей для светодиодных осветительных устройств. Однако проблема заключается в том, что для полимерных материалов люминофор является сильным катализатором разложения. По этой причине в процессе термопластичной обработки сырье темнеет после 2-3 отливок. Для изделий, степень оптической прозрачности которых является критичной, потеря даже части прозрачности является совершенно не приемлемой. Кроме того каталитическая активность люминофора оказывает влияние на оптические свойства связующего в продолжение всего периода работы светодиодного осветительного устройства.

Техническим результатом изобретения является предотвращение разложения композиции при формовании изделий из расплава и сохранение оптических свойств изделий в период долговременной эксплуатации, что достигается за счет уменьшения каталитического действия люминофора и восстановления разложившихся фрагментов компонентов.

Раскрытие сущности

Композиция для изготовления оптически прозрачного материала характеризуется следующей совокупностью существенных признаков.

Композиция для изготовления оптически прозрачного материала, содержащая термопластичный полимер; смесь для термической стабилизации и частицы люминофора, активированного редкоземельным металлом, а в качестве целевых добавок включает дезактиватор металлов и бесцветный компатибилизатор на основе низкомолекулярного полиэтилена с привитыми функциональными акрилатными и эпоксидными химически активными группами при следующем соотношении компонентов, весовых частей:

термопластичный полимер	100
смесь для термической стабилизации	0,1-1,2
активированный металлом люминофор	1-10
дезактиватор металлов	0,1-1
компатибилизатор	0,2-6

Интервал количественных значений компонентов определен эмпирически и учитывает эффективность совместного влияния каждого из компонентов на достижение указанного технического результата. С учетом высокой каталитической активности частиц люминофор, существенное влияние имеет соблюдение пропорциональности содержания в композиции последних трех компонентов.

Смесь для термической стабилизации является традиционной синергически действующей системой в полимерах и конструкционных пластмассах, сохраняющей первоначальную текучесть расплава, придающей устойчивость к изменению цвета полимера и улучшающей его долговременную термостабильность. Указанная смесь включает трис-(2,4-дитретбутилфенил) фосфита и октадецил-3-(3',5'-дитретбутил-4'-гидроксифенил) пропианата в соотношении 4:1 (Irganox B900 Ciba Specialty Chem.).

Введение дезактиватора металлов в указанных количествах в состав композиции обеспечивает стабилизацию полимера как в процессе литья, так и в ходе долговременной эксплуатации. В качестве дезактиватора использовано вещество 2',3-бис-пропионгидразид (IRGA-NOX MD1024 Ciba SpecialLy Chem.) со структурной формулой:

Данный компонент ранее не применялся в композициях, содержащих люминофор.

В качестве компатибилизатора использован специально разработанный модифицированный полимер на основе линейного полиэтилена низкой плотности с привитыми функциональными акрилатными и эпоксидными химически активными группами (ОЛЕНТЕН LLDPF-q-GMA, ГК «ОЛЕНТА», Россия).

Светорассеивающая оболочка характеризуется следующей совокупностью существенных признаков.

Светорассеивающая оболочка, выполненная из оптически прозрачного материала, включающего частицы люминофора, активированного редкоземельным металлом, размер которых выбран из выражения:

0,5<d<10, где

d - размер частиц люминофора, мкм,

и имеющая вид тонкостенного тела, форма которого образована плоскостями и/или произвольно соединенными поверхностями.

Форма светорассеивающей оболочки определяется с учетом назначения осветительного устройства. Например, для светодиодных осветительных ламп с резьбовым цоколем светорассеивающая оболочка предпочтительно должна иметь форму тела вращения (см. фиг.1 и 2). Для потолочного светильника светорассеивающая оболочка может быть выполнена плоской.

Варианты осуществления

В качестве примеров количественного и качественного состава композиции, обеспечивающих достижение указанного технического результата укажем следующие примеры, в которых исходные компоненты имели следующую насыпную плотность:

	Насыпная плотность, г/см³
Компонент	Насыпная плотность, г/см³

Термопластичный полимер	0,75
Смесь для термической стабилизации	0,8
Люминофор	3,1
Дезактиватор металлов	0,35
Компатибилизатор	0,63

Пример 1

Поликарбонат Makrolon LED2045	100
Смесь для термической стабилизации
Irganox B900	0,4
Люминофор Nd³⁺:Y₃Al₅O₁₂ с размером
частиц 2 мкм	5
Дезактиватор металлов IRGANOX MD1024	0,4
Компатибилизатор ОЛЕНТЕН LLDPE-g-GMA	0,7

Пример 2

Поликарбонат Makrolon LED2045	100
Смесь для термической стабилизации
Irganox B900	0,3
Люминофор Nd³⁺:Y₃Al₅O₁₂ с размером
частиц 3 мкм	3
Дезактиватор металлов IRGANOX MD1024	0,4
Компатибилизатор ОЛЕНТЕН LLDPE-g-GMA	1,5

Промышленная применимость

Все компоненты, используемые в композиции, являются промышленно производимыми материалами. Режимы формообразования объемных тел, изготавливаемых из заявленной композиции, не имеют исключительных особенностей и могут быть воспроизведены на стандартном оборудовании для литья изделий из пластмасс.

1. Композиция для получения оптически прозрачного материала, содержащая термопластичный полимер - поликарбонат; смесь для термической стабилизации; активированный металлом люминофор в виде дисперсных частиц; дезактиватор металлов и бесцветный компатибилизатор при следующем соотношении, вес. ч.:

термопластичный полимер - поликарбонат	100
смесь для термической стабилизации, включающая трис-(2,4-
дитретбутилфенил) фосфита и октадецил-3-(3′,5′-дитретбутил-
4′-гидроксифенил) пропионата в отношении 4:1	0,1-1
активированный металлом люминофор - Nb³⁺: Y₃ AL₅ O₁₂	1-10
дезактиватор металлов 2′,3-бис-пропионгидразид	0,1-1
компатибилизатор на основе низкомолекулярного полиэтилена	0,2-6

2. Композиция по пункту 1, отличающаяся тем, что в качестве компатибилизатора она содержит модифицированный полимер на основе линейного полиэтилена низкой плотности с привитыми функциональными акрилатными и эпоксидными химически активными группами.

3. Светорассеивающая оболочка для светодиодных осветительных устройств, изготовленная из композиции по п. 1, содержащей люминофор с размером частиц от 0,5 до 10 мкм, выполненная в виде тонкостенного оптически прозрачного тела плоской, полусферической или цилиндрической формы.

Настоящее изобретение относится к способу получения галогендиалкоксидов индия (III) общей формулы InX(OR)2 с Х=F, Cl, Br, I и R = алкильный остаток, алкилоксиалкильный остаток.

Белое светодиодное устройство переменного тока // 2541425

Изобретение может быть использовано в производстве белых светодиодов. Проблема, подлежащая решению в настоящем изобретении, состоит в том, чтобы экономически эффективно преодолеть ряд недостатков, таких как стробоскопический эффект светодиодов переменного тока и проблемы с диссипацией тепла, возникающие при интегрировании множества светодиодов.

Синий флип-чип светодиода на нитридных гетероструктурах // 2541394

Изобретение относится к полупроводниковым нитридным наногетероструктурам и может быть использовано для изготовления светодиодов видимого диапазона с длиной волны 460±5 нм.

Светодиодная лампа // 2540775

Изобретение относится к области полупроводниковой светотехники, а именно к светодиодным лампам. Светодиодная лампа содержит колбу из прозрачного материала, сменный излучающий элемент и средство фиксации в виде электропатрона.

Способ формирования темплейта нитрида галлия полуполярной (20-23) ориентации на кремниевой подложке и полупроводниковое светоизлучающее устройство, изготовление с использованием способа // 2540446

Группа изобретений относится к полупроводниковой технике на основе нитридов, а именно к способу формирования темплейта для светоизлучающего устройства, а также к конструкции самого прибора.

Модуль светодиода с увеличенными размерами элементов // 2538354

Модуль излучателя света содержит подложку, кристалл излучателя света, установленный на подложке, при этом отношение ширины кристалла к ширине подложки составляет 0,35 или более, и линзу над кристаллом излучателя света, причем отношение ширины кристалла к ширине линзы составляет 0,5 или более.

Осветительное устройство с корпусом, заключающим в себе источник света // 2538100

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение эффективности теплоотвода, который достигается за счет того, что осветительное устройство, содержащее корпус, расположенный в нем источник света, предпочтительно светодиод, и люминесцентный материал.

Светодиодная лампа // 2537828

Изобретение относится к области полупроводниковой светотехники, а именно к светодиодным лампам, и может быть использовано для освещения. Техническим результатом изобретения является создание светодиодной лампы простой конструкции с меньшими габаритами, с улучшенным теплоотводом и с меньшими потерями света в колбе.

Светодиодная лампа "ярилко" и способ ее сборки // 2537289

Изобретение относится к светодиодным лампам для освещения бытовых, общественных, офисных и промышленных помещений. Достигаемый технический результат - создание светодиодного источника света, имеющего диаграмму направленности, близкую к шаровой при сохранении основных размеров ламп накаливания.

Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства // 2537091

Светоизлучающее устройство включает в себя основной корпус с образованным в нем углублением, ограниченным его нижней поверхностью и боковой стенкой, проводящий элемент, верхняя поверхность которого открыта в углублении, а нижняя поверхность образует внешнюю поверхность, выступающий участок, расположенный в углублении, светоизлучающий элемент, установленный в углублении и электрически связанный с проводящим элементом, а также уплотнительный элемент, расположенный в углублении для закрытия светоизлучающего элемента.

Осветительное устройство на белых светодиодах // 2524690

Изобретение относится к осветительному устройству на белых светодиодах. Устройство включает синие, фиолетовые или ультрафиолетовые светодиодные чипы и люминесцентное покрытие, использующее люминесцентный материал.

Люминесцентное покрытие для увеличения эффективности преобразования энергии падающего света и способ его получения // 2524234

Изобретение может быть использовано при изготовлении солнечных элементов и светодиодов. Люминесцентное покрытие образуется из жидкой полимерной композиции, состава, мас.

Осветительное устройство на белых светодиодах, возбуждаемое импульсным током // 2522461

Изобретение относится к осветительному устройству на белых светодиодах, возбуждаемому импульсным током. Устройство включает упакованные внутри синие, фиолетовые или ультрафиолетовые светодиодные чипы и люминесцентное покрытие, использующее люминесцентный материал.

Способ включения квантовых точек методом соосаждения в пористые частицы карбоната кальция // 2509057

Изобретение может быть использовано в биологических и медицинских исследованиях. Пористые частицы карбоната кальция формируют в результате реакции CaCl2+2NaHCO3→CaCO3↓+2NaCl+2H+, причем водный раствор квантовых точек, модифицированных избыточным количеством меркаптоуксусной кислоты, имеющей концентрацию 0,05-4 мг/мл, при интенсивном перемешивании приливают к 0,3 М раствору NaHCO3.

Люминесцентный композитный материал и светоизлучающее устройство на его основе // 2500715

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при изготовлении устройств общего и местного освещения. Люминесцентный композитный материал содержит полимерную основу 1 из оптически прозрачного полимерного материала и многослойную полимерную пленку, содержащую люминофоры, из трех слоев: оптически прозрачная полимерная пленка 2; полимерная композиция 3, включающая неорганический люминофор - иттрий-алюминиевый гранат, допированный церием, или галлий-гадолиниевый гранат, допированный церием; полимерная композиция 4 с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, выполненными из полупроводникового ядра, первого и второго полупроводниковых слоев, и испускающими флуоресцентный сигнал с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580-650 нм.

Молекулярные комплексы бис(1-фенил-3-метил-4-формил-5-пиразолоната)цинка и кадмия с аминопроизводными азотистых гетероциклов, обладающие люминесцентной активностью // 2485128

Изобретение относится к молекулярным комплексам бис(1-фенил-3-метил-4-формил-5-пиразолоната)цинка и кадмия с аминопроизводными азотистых гетероциклов общей формулы где NH2-Het=1-аминоизохинолин, 3-аминохинолин, 6-аминохинолин, 5-амино-4,6-диметилхинолин, 2-аминопиридин, 2-амино-5-бромпиридин, 3-амино-5-метилизоксазол, 2-амино-1-этилбензимидазол, M=Zn, Cd, n=1, 2.

Электролюминесцентное устройство // 2436829

Обладающие интенсивной флуоресценцией маркеры для жидкостей или изделий // 2408612

Изобретение относится к обладающим интенсивной флуоресценцией маркерам и может быть использовано для идентификации компонентов сырья в текучей среде, текучей смеси или твердой композиции.

Унифицированная смесь углеродов для определения нефтепродуктов инфракрасным и люминесцентным методами // 2398004

Изобретение относится к области экологической химии применительно к определению нефтепродуктов в элементах водных экосистем. .

Pr-содержащий сцинтилляционный монокристалл, способ его получения, детектор излучения и устройство обследования // 2389835

Изобретение относится к оксидным сцинтилляционным монокристаллам, предназначенным для приборов рентгеновской компьютерной томографии (РКТ) и обследования просвечиванием излучением.

Защищенная структура, содержащая фосфоресцентные и флуоресцентные композиции // 2578316

Изобретение относится к области защиты от подделки удостоверений личности и ценных бумаг и касается защитной структуры, содержащей фосфоресцентные и флуоресцентные композиции. Структура содержит по меньшей мере одну первую флуоресцентную композицию и по меньшей мере одну вторую фосфоресцентную композицию, причем указанные первая и вторая композиции выполнены с возможностью одновременного возбуждения заданным источником света с одной и той же первой стороны указанной структуры. Указанная защитная структура выполнена в виде защитной нити, защитной пленки или накладки, а композиции нанесены посредством печати или слоя лака, при этом первая флуоресцентная композиция по меньшей мере частично накладывается на вторую фосфоресцентную композицию и/или первая и вторая композиции наносятся на защитную структуру с соблюдением точной приводки. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 14 ил., 4 табл., 4 пр.