White LED light production using dibromoperylene derivatives in down conversion of energy

Perylene derivatives of N,N'-bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,6(7)-dibromoperylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diimide (DBrPDI) and 1,7-dibromo perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid butyl ester (DBrPTE) were synthesized, and their structural and optical characterizations were explored. Both DBrPDI and DBrPTE, which were utilized as wavelength converters on a GaN/ InGaN based blue LED, were singlet sensitizers and had molar absorptivity constants around 104 Lmol-1[cm.sup.-1]. The blue LED that was used had Commission internationale de l'eclairage (CIE) coordinates of x, y = 0.13, 0.06; power and luminous efficiencies of 2.7 lm/W and 6.6 cd/A @5 mA, respectively. Because the fluorescence quantum yield of DBrPDI was much higher than that of DBrPTE, a meaningful white light efficiency was obtained with the diimide derivative. The use of DBrPDI resulted in white light with CIE coordinates of x, y = 0.34, 0.29 and luminous efficiency of 6.35 cd/A @5 mA, respectively. Using DBrPDI in a resin matrix resulted in more than three orders of magnitude increase in the luminous efficiency value (23.0 cd/A @5 mA) while the CIE coordinates remained the same. Whenever the applied current reached 20 mA, a CRI value of Ra = 90 was obtained. Key words: organic phosphor, perylene, PMMA, downconversion, white light. Nous synthetisons des derives de perylene N,N'-bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,6(7)-dibromoperylene- 3,4,9,10tetracarboxylique diimide(DBrPDI) et 1,7-dibromo perylene-3,4 9,10-acide tetracarboxylique ester de butyle (DBrPTE) et nous determinons leurs caracteristiques optiques. Ces deux composes, qui sont utilises comme convertisseur de longueur d'onde sur une DEL bleue basee sur du GaN/InGaN, sont des sensibilisateurs singulets et ont une capacite d'absorption autour de 104 Lmol-1[cm.sup.-1]. La DEL bleue a les coordonnees de la Commission internationale de l'eclairage (CIE) de x, y = 0.13, 0.06, des efficacites de puissance et lumineuse de 2.7 lm/W et 6.6 cd/A @5 mA, respectivement. Puisque le rendement quantique de fluorescence du DBrPDI est beaucoup plus eleve que celui de DBrPTE, une efficacite significative en lumiere blanche est obtenue avec la derivee diimide. L'utilisation de DBrPDI resulte en une lumiere blanche avec les coordonnees CIE x, y = 0.34, 0.29 respectivement et une efficacite lumineuse de 6.35 cd/A @5 mA. L'utilisation de DBrPDI dans une matrice de resine resulte en une augmentation de l'efficacite lumineuse de trois ordres de grandeur, avec une valeur de 23 cd/A @5 mA, alors que les coordonnees restent les memes. Des que le courant atteint 20 mA, on obtient une valeur CRI de Ra = 90. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : phosphore organique, perylene, PMMA (polymethacrylate de methyle), conversion en sens descendant, lumiere blanche.
1. Introduction Light emitting diodes (LEDs) are known to have great potential as energy efficient lighting systems. Although electroluminescence (EL) abilities of inorganic semiconductors and devices similar to LEDs were [...]