[发明专利]LED光源的外罩

说明书

本发明涉及支化脂族烃如角鲨烷在用于生产LED照明单元中所用的模制件，例如外罩的基于热塑性聚合物，特别基于聚碳酸酯的组合物中的用途。根据本发明已经发现，支化脂族烃的使用能够增强总透射率和在360至460 nm范围内的透射率，这使得相应组合物特别适用于生产与白色LED光源组合使用的模制件。已经另外表明，同时降低黄化和雾度。

本发明涉及LED照明单元，其包括LED光源和由热塑性材料制成的模制件，例如外罩。本发明进一步涉及改进外罩材料在360至460 nm范围内的透光率。

由于它们在光发射方面的低效率和高放热以及短寿命，白炽灯是不利的。节能灯明显更高效节能，但由于重金属组分，尤其是汞，它们引起高度环境污染，并且必须作为特殊废物处置。在可持续性和能量效率方面，需要对常规照明源和照明模块，例如白炽灯或节能灯的替代概念。

半导体技术提供了没有这些缺点并另外具有长寿命和高能量效率的替代性照明源（以LED、OLED或电致发光膜的形式）。半导体技术作为光源的优选应用是LED。

由于它们的长寿命、它们的低能耗和良好的光产额，LED作为照明源获得越来越多的应用，例如在汽车工业、航空业、室内照明、外立面设计等中。

与常规照明装置如白炽灯或荧光灯相比，LED具有与它们不同的发射特性。对于需要引导光束的应用，LED通常必须使用透镜或光导管。替代性地或附加地，包含LED作为光源的照明装置通常包含透明或半透明的外壳部件，其用于覆盖光源、保护光源并防止其受到外部影响如污物和灰尘。

LED发射的光具有取决于半导体材料和掺杂的波长，因此LED可用于产生几乎单色光，甚至在红外线范围或紫外线范围内。

为了生成可见白光（其已知是不同波长的混合物），因此必须“转换”（例如通过叠加混色）LED的单色光，这原则上可通过各种手段实现：

1. 通过发射蓝色、红色和绿色的LED的组合混色以形成所谓的RGB（红绿蓝）模块，其组合感知光印象是白色。

2. 通过发光技术，其中例如借助磷光体将所有或一部分的LED辐射转换成其它波长。这样可以由在可见范围内发射蓝色的LED开始，通过加入将一部分的蓝光区辐射转换成红/黄光的单一磷光体而产生白光。由于成本原因和由于蓝色LED的高效率，这种生成白光的模式对商业应用是优选的。可以替代性地由LED产生的紫外光使用发射与RGB模块对应波长的三种不同磷光体生成白光。如果使用这种技术，优选的是也具有提高的抗紫外线辐射稳定性，即例如经过UV稳定化的组合物。

为了在LED模块中建立偏离“白色”的整体颜色印象，也可按需要进一步修改上述光源。这种修改可如下实现：

- 与磷光染料组合或

- 与具有不同发射特性的其它光源组合。

当对照明装置的透镜、光导管、外罩或其它组件使用透明或半透明塑料时，重点是对来自所用光源的光的稳定性。光的波长优选在肉眼可见的范围内，因为这些照明装置被构想为供人类使用。在可见范围外的发射意味着能量损失并因此意味着光源效率降低。需要具有高颜色稳定性和对此类光源的发射光谱的高透射率的透明或半透明塑料组合物。这意味着尤其在360至460 nm范围内（蓝光 - 许多LED光源发射的光大部分在此范围内）的吸收必须低，因为在这一范围内的各种吸收都会导致能量输入该材料，这从较长时期来看导致变色、浑浊和任选聚合物降解。在热塑性聚合物组合物的情况下，这些组件的生产另外需要高流动性，以能够容易地制造复杂几何形状。这些组件经常应当能够通过集成元件，例如插拔或螺纹接头连接到照明装置的其它元件上，因此需要良好的机械耐受性。也需要良好的耐热变形性，以永久耐受照明装置的使用温度而不改变光学、几何或其它性质。