用于照明单元中的滤色的材料及光导制造技术

适合于在照明单元中使用以赋予滤色效果给可见光的材料及由其形成的光导。此光导(16)的至少一部分由包括聚合物基质材料和无机颗粒材料的复合材料形成，无机颗粒材料贡献滤色效果给穿过复合材料的可见光，且颗粒材料包括包含Nd

Material and light guide for color filtering in an illumination unit

Material suitable for use in an illumination unit to impart a color effect to visible light and the light guide formed therefrom. The light guide (16) at least a portion of the composite material includes a polymer matrix material and inorganic particle materials, inorganic particle materials with color effect to composite materials through visible light, and granular materials including Nd

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于照明单元中的滤色的材料及光导
本专利技术大体上涉及照明系统及相关技术。更具体而言，本专利技术涉及适合于赋予滤色效果给光源的材料及方法，光源的非限制性示例包括侧光式照明单元，其包括在光导的边缘处与光源(例如，一个或多个发光二极管(LED))联接的光导。
技术介绍
LED灯(灯泡)能够提供优于更传统的白炽灯和荧光灯的多种优点，包括但不限于较长寿命预期、高能效，以及完整亮度，而不需要时间来变热。如本领域中已知的那样，LED(如本文使用的还包含有机LED或OLED)是固态半导体装置，其将电能转换成包括可见光的电磁辐射。LED通常包括半导体材料的芯片(管芯)，其掺杂杂质以产生p-n结。LED芯片电连接到阳极和阴极，它们全部通常安装在封装内。相比于诸如白炽灯和荧光灯的其它光源，LED发射在较窄的束中方向性更强的可见光。因此，LED传统上用于诸如汽车、显示器、安全/紧急情况和定向区域照明的应用中。然而，LED技术的发展允许了基于高效率LED的照明系统在传统上使用其它类型的照明源(包括由白炽灯和荧光灯之前服务的全方向照明应用)的照明应用中得到较宽的使用。结果，LED越来越多地用于住宅、商业和市政背景下的区域照明应用。图1和图2示意性地呈现了包括设置在器具壳体14中的光源12(图2)的侧光式灯具或发光体10的一部分。光源12在图2中呈现为包括LED装置，其可为器具壳体14内成阵列的任何数目的LED中的一者，其中LED通常面向相同的方向，且各个LED有效地为离散点光源。因此，器具壳体14构造成使LED装置12指向一个方向以引导从发光体10发出的光。作为非限制性示例，发光体10可构造成照亮商业制冷展示柜的架和内容物。另一类型的侧光式发光体称为凹形反光槽，其通常用于商业和零售空间中的吊顶。用于侧光式发光体的还有其它应用包括标识，其示例为通常用于商业和零售空间中的"出口"标志。对于上文提到的类型的照明应用，发光体10示为还包括光导16，其具有设置在LED装置12的阵列附近的边缘18(图2)。如本领域中已知那样，光导16是通常用于侧光式技术中的光学构件。光导形成为具有表面微观结构，其适于实现全内反射(TIR)以将光从光源引导至期望的应用空间。光导16可从多个方向可见，且通常期望具有一致的亮度，同时以期望的光级照亮特定区域。取决于特定应用，常用于产生光导的材料包括光学等级的透明材料，诸如丙烯酸树脂，但也可使用各种其它材料，例如，聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)和聚丙烯(PP)。由于LED装置在窄波长带中发射可见光，例如，绿色、蓝色、红色等，故不同LED装置的组合通常在基于LED的灯中组合以产生包括白光的各种光色。LED装置通常安装在载体上，且可封装在载体上，例如具有通常由指标匹配的材料形成的保护盖，以加强从LED装置取得可见光的效率。作为非限制性示例，图2呈现了安装在载体20上且由圆顶22包围的LED装置12，圆顶22用作包围载体20上的LED芯片(未示出)的光学透明或半透明的封套。磷光体还可用于发射除由LED生成外的颜色的光。出于此目的，圆顶22的内表面可设有包含磷光体成分的涂层，在此情况下，由LED芯片发射的电磁辐射(例如，蓝色可见光、紫外(UV)辐射或近可见紫外(NUV)辐射)可由磷光体成分吸收，导致磷光体成分的激励以产生通过圆顶22发射的可见光。作为备选，LED芯片可封装在具有涂层的载体20上，且此涂层在期望LED-磷光体与LED外延(epi)晶片或管芯制造集成的实施例中可选地包含磷光体成分。尽管不同LED装置和/或磷光体的组合的使用可用于促进配备有光导的发光体产生期望的照明效果的能力，但某些期望的照明效果利用此类途径实现起来可能略微有挑战。特别的示例是利用从GELighting市售的白炽灯泡的REVEAL7线实现的照明效果，其制造成具有由掺杂三氧化二钕(氧化钕，Nd2O3)的玻璃形成的外护套以过滤光的某些波长。类似于利用白炽灯泡的REVEAL7线实现的照明效果对于配备有光导的发光体也是期望的。
技术实现思路
本专利技术提供了适合于在照明单元中使用以赋予滤色效果给光源的材料和由其形成的光导，且特别是包括与基于LED的光源联接的光导的侧光式照明单元。根据本专利技术的一个方面，光导的至少一部分由复合材料形成，复合材料包括聚合物基质材料和无机颗粒材料，无机颗粒材料贡献滤色效果给穿过复合材料的可见光，且颗粒材料包括包含Nd3+离子的钕化合物。根据本专利技术的另一个方面，照明单元包括发射可见光的光源，以及构造且布置成使得光源的可见光的至少一部分穿过其间的光导。光导的部分由包括聚合物基质材料和无机颗粒材料的复合材料形成，无机颗粒材料贡献滤色效果给穿过该部分的可见光，且颗粒材料包括包含Nd3+离子的钕化合物。本专利技术的额外方面包括使用上文所述类型的复合材料，其中钕化合物可作为离散颗粒或作为颗粒材料中的掺杂物存在，以促进颗粒材料和聚合物基质材料的折射率匹配得足够赋予低雾度光学效果给由照明单元发射的可见光，相信这至少部分归因于最小化米氏散射。上文所述的复合材料、光导和照明单元的技术效果优选地包括提供期望的滤色效果的能力，且优选地具有匹配基质材料的折射率的能力，以最小化穿过复合材料和光导的光的光学散射。本专利技术的其它方面和优点将从以下详细描述中更好地认识到。附图说明图1示意性地呈现了根据本专利技术的非限制性实施例的能够受益于包括包含氟化钕成分的光导的类型的侧光式发光体的透视图。图2示意性地呈现了图1的侧光式发光体的局部截面视图。图3为呈现出对于NdF3和NaNdF4纳米晶体观察到的吸收光谱的图示，且图4为呈现出经历800nm的激励频率(λexc)和240mW的激励功率时的NdF3和NaNdF4纳米晶体的上转换荧光光谱的图示。图5为相比于Nd2O3掺杂的玻璃呈现出分散在硅树脂基质中的NdF3的光透射特征的图示。具体实施方式以下论述将参照图1和图2中呈现的基于LED的发光体10。然而，应当认识到的是，各种其它构造的照明单元和LED装置也在本专利技术的范围内。如前文所论述的那样，图1和图2中呈现的发光体10包括LED装置12的阵列，其中一个在图2中示意性绘出。LED装置12用作侧光式发光体10的光源或光引擎。任何数目的LED装置12都可结合发光体10使用，其中数目和其间的间距取决于光输出的期望量和期望的光分布。发光体10可为布置成且可能组装在一起的多个发光体中的一个，以向器具提供期望的光输出水平。如前文参照图2所论述的那样，各个LED装置12均可由圆顶22包围，且安装在位于器具壳体14内的腔24中的载体20上。光导16的边缘部分通过壳体14中的开口30接收，且装固在开口30内，使得光导边缘18位于LED装置12附近，但通常与LED装置12间隔开。壳体14呈现为包含光学器件26，例如，反射器和/或透镜，以用于将光从LED装置12朝光导16的边缘18引导。本领域中对于光学器件26的类型、尺寸、形状和光学器件26相对于LED装置12和光导边缘18的放置存在已知的各种约束，例如，以通过最大化光导16与从LED装置12发射的光的耦合来促进光学效率，且此类约束将不在这里详细论述。壳体14可具有任何适合的形状，且因此不限于图1和图2中呈现的截面形状。壳体14通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明单元的光导，所述光导的至少一部分由包括聚合物基质材料和无机颗粒材料的复合材料形成，所述无机颗粒材料贡献滤色效果给穿过所述复合材料的可见光，所述无机颗粒材料包括包含Nd

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明单元的光导，所述光导的至少一部分由包括聚合物基质材料和无机颗粒材料的复合材料形成，所述无机颗粒材料贡献滤色效果给穿过所述复合材料的可见光，所述无机颗粒材料包括包含Nd3+离子的钕化合物。2.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述无机颗粒材料贡献所述滤色效果给由LED装置生成的可见光。3.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述无机颗粒材料主要过滤黄光波长范围中的波长。4.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述钕化合物作为所述无机颗粒材料的离散颗粒存在。5.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述钕化合物作为所述无机颗粒材料的离散颗粒中的掺杂物存在。6.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述钕化合物是NdBF化合物或NdBXBF化合物。7.根据权利要求1所述的光学构件，其特征在于，所述钕化合物是NdBXBF化合物，且X是选自与钕形成化合物的元素和与氟形成化合物的除钕之外的元素组成的组中的至少一种元素。8.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述聚合物基质材料选自聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯和硅树脂组成的组。9.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述钕化合物和所述聚合物基质材料在可见光区域中具有在彼此的0.1内的折射率。10.根据权利要求1所述的光导，其特征在于，所述无机颗粒材料和所述聚合物基质材料在可见光区域中具有在彼此的0.1内的折射率。11.根据权利要求10所述的光导，其特征在于，所述钕化合物作为所述无机颗粒材料的离散颗粒存...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅迎春，徐晨洁，任小军，蔡登科，何建民，MA巴金斯克，
申请(专利权)人：通用电气照明解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US