[发明专利]具有有机磷光体的发光装置

说明书

发明领域

本发明涉及包含维持在受控环境下的有机磷光体的发光装置，其生产方法，和包含这种发光装置的灯。

发明背景

发光二极管(LED)基照明装置正越来越多地用于各种照明和应用中。LED提供了优于传统光源，如白炽灯和荧光灯的益处，包括寿命长、光效高、工作电压低和快速调制的流明输出。

有效的高功率LED通常基于蓝色发光材料。为了产生具有期望颜色(例如白色)输出的LED基照明装置，可以使用合适的波长转换材料(通常被称为磷光体)，其将由LED发出的部分光转换成更长波长的光，以产生具有所期望的光谱特性的光组合。波长转换材料可以直接应用到LED装置上，或其可以距磷光体一定距离布置(所谓的远程构造(remote configuration))。例如，磷光体可以应用在封装设备的密封结构的内侧上。

许多无机材料已被用作将由LED发射的蓝光转换为更长波长的光的磷光体材料。然而，无机磷光体具有其相对昂贵的缺点。此外，无机LED磷光体是光散射粒子，因此始终反射部分入射光，这导致设备的效率损失。此外，无机LED磷光体具有相对宽的发射光谱，特别是对于红色发光LED磷光体，这导致额外的效率损失。目前，正在考虑在期望将蓝光转换为绿至红光，例如用于实现白光输出的LED中用有机磷光体材料替代无机磷光体，。有机磷光体具有能够容易调节其发光光谱的位置和带宽的优点。有机磷光体材料通常也具有高度的透明度，这是有利的，因为相比于使用更吸光和/或更反射光的磷光体材料的系统，提高了照明系统的效率。此外，有机磷光体比无机磷光体便宜得多。然而，由于有机磷光体对LED的电致发光活动过程中所生成的热敏感，所以有机磷光体优先用在磷光体以距离LED一定距离放置的远程构造设备中。

阻碍有机磷光体材料在远程磷光体LED基照明系统中应用的主要缺点是其光化学稳定性差。已经观察到有机磷光体在空气存在下用蓝光照射时迅速降解。

US2007/0273274(Horiuchi等人)公开了包含发光设备并包含布置在由结构元件和两个玻璃板形成的气密性腔内的有机磷光体的半透明叠层板。在真空或惰性气体的环境气氛中的氧浓度保持在100ppm并优选在20ppm或更低的状态时，用有机磷光体填充所述腔，以避免磷光体的劣化。

因此，尽管在US2007/0273274中提出了解决方案，在本领域中仍然存在改善其中降低或避免有机磷光体的劣化的发光装置的需求。

发明概述

本发明的一个目的在于克服这个问题，并提供包含具有寿命增加的有机磷光体的发光装置。

本发明的另一个目的在于提供用于发光装置的密封结构，其中有机波长转换材料可以维持在低压下。

根据本发明的第一方面，这个和其他目的是通过包括如下的发光装置来实现：适于发射第一波长的光的光源；波长转换元件，其包含适于接收所述第一波长的光并将至少部分所接收的光转换为第二波长的光的有机波长转换材料，所述波长转换元件和所述光源彼此隔开；以及密封结构，其至少部分围绕所述波长转换元件并形成含有至少所述波长转换元件的密封腔，在所述密封腔内的气体压力为1*10^-5巴(1Pa)或更低。在这样的压力下，已发现有机磷光体具有特别好的稳定性，从而导致磷光体的更长寿命。优选地，在所述密封腔内的气体压力为1*10^-8巴(1mPa)或更低。典型地，密封腔是气密密封的。

在本发明的实施方式中，密封腔可以进一步包含吸收剂材料，如活性炭。活性炭可以吸附在非气密密封情况下进入该腔的气态物质，或由该腔内的成分释放的气态物质。因此，可以在发光装置的工作寿命期间维持密封腔内的低气体压力。

在本发明的实施方式中，密封结构至少部分地围绕光源，使得密封腔也包含光源。因此，在这种实施方式中，光源也保持在与波长转换元件相同的低压下。

在本发明的实施方式中，波长转换元件包含含有苝衍生物的波长转换材料。具体地，波长转换材料可以包含选自如下通式的苝衍生物的化合物：

其中

G₁是直链或支链烷基或含氧烷基C_nH_2n+1O_m，n为1至44的整数，且m＜n/2，或Y；

A、B、C、J和Q的每一个独立地为氢、异丙基、叔丁基、氟、甲氧基、或未取代的饱和烷基C_nH_2n+1，n为1至16的整数；