自支撑发光膜和磷光体增强照明系统技术方案

本发明专利技术涉及自支撑发光膜（１０）、磷光体增强照明系统以及制造该自支撑发光膜的方法。该自支撑发光膜包括发光颗粒（２０）和有机聚合物（３０）。该发光颗粒包括发光材料，该发光材料布置为用于吸收入射在该发光颗粒上的入射光的至少一部分，且用于将吸收光转换成转换光，该转换光具有不同于该入射光的预定光谱。该有机聚合物互连该发光颗粒以形成该自支撑发光膜，其中该自支撑发光膜包括小于１０个重量百分比的有机聚合物。根据本发明专利技术措施的效果是，发光颗粒的密集堆积产生基本均匀的自支撑发光膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及自支撑发光膜。本专利技术还涉及包括该自支撑发光膜的磷光体增强照明系统以及制 造该自支撑发光膜的方法。
技术介绍
具有散布在自支撑材料中的磷光体的自支撑荧光盖层本身是已知 的。例如它们使用在磷光体增强发光二极管中，用于偏移、改变和/或 增强发光二极管的光谱输出。已知的自支撑荧光盖层布置为覆盖发光 二极管的发光管芯。散布在自支撑材料中的荧光材料吸收由发光管芯 发射的光的至少一部分且将所吸收的光转换成具有预定光谱的光。经 荧光材料转换的光随后可能与发光管芯发射的不被荧光材料吸收的光 的部分一起被磷光体增强发光二极管发射。一般地，自支撑荧光盖层导致荧光材料的远程布置。该远程布置 也称为远程磷光体配置。使用远程磷光体配置的好处在于，荧光材料 的转换效率和寿命得到改善，且选择发光材料的范围得到改善。这种自支撑荧光盖层从WO 2005/025831获知，其中披露了 一种通 过使用包括透明塑料和磷光体添加剂的熔融液体填充模具来制造的透 光光学元件。允许熔融液体固化产生具有散布在其中的磷光体的透光 光学元件。使用该自支撑荧光盖层的缺点在于，从荧光盖层发射的光的均匀 性不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是改善来自自支撑盖层的发射光的均匀性。 根据本专利技术的第一方面，使用根据权利要求1的自支撑发光膜实 现该目的。根据本专利技术的第二方面，使用如权利要求6所述的磷光体 增强照明系统实现该目的。根据本专利技术的自支撑发光膜包括发光颗粒 和有机聚合物，该发光颗粒包括发光材料，该发光材料布置为用于吸收入射在发光颗粒上的入射光的至少一部分，且用于将吸收光转换成 具有不同于入射光的预定光谱的转换光，该有机聚合物互连发光颗粒以形成自支撑发光膜，该自支撑发光膜包括小于IO个重量百分比的有机聚合物。根据本专利技术的自支撑发光膜的效果是，发光颗粒密集堆积地布置， 这产生基本均匀的自支撑发光膜。仅需要极少量的有机聚合物材料用 于保持自支撑发光膜中固定的发光颗粒。由于自支撑发光膜中的发光 颗粒的均匀分布，自支撑发光膜发射的转换光也将基本均匀。在已知 的透光光学元件中，透明塑料形成透光光学元件的重要部分，这影响 着透光光学元件发射的光的光学特性且典型地减小了发射光的均匀 性。而且，磷光体添加剂分布在透明塑料中。在透明塑料的固化过程 中雄持磷光体添加剂的良好分布是相对困难的，这可能导致透明塑料 中磷光体添加剂的不均匀分布，致使发射光的均匀性不佳。在根据本 专利技术的自支撑发光膜中，发光颗粒的密集堆积确保自支撑发光膜中的 发光颗粒的分布基本均勻，导致自支撑发光膜的发射光的改善的均匀 性。根据本专利技术的自支撑发光膜的另一好处在于，自支撑发光膜中的 发光颗粒的浓度很高。因此，自支撑发光膜可以相对薄，用以将入射 光的预定部分转换成转换光。例如，当入射光是紫外光时，优选地， 所有入射光被自支撑发光膜转换成转换光，该转换光为可见光。在这种实施例中，需要厚度小于100微米的自支撑发光膜来基本将所有入射光转换成转换光。根据本专利技术的自支撑发光膜的又一好处在于，可以在向光源施加性。 一般地，以微滴的方式施加发:^料使之覆盖发光二极管的管芯。 这种微滴一般不包括发光材料的均匀分布。而且，例如源于发光材料 的微滴厚度的精确光学特性难以控制且不能提前确定。当使用根据本 专利技术的自支撑发光膜时，由于自支撑发光膜是自支撑的事实，诸如吸 收度和发射特性之类的光学属性可被提前确定。自支撑发光膜的光学 特性例如与诸如发光二极管的发射光谱这样的光学特性相匹配。通常，发光二极管的光学特性稍有不同，因此发光二极管通常被装箱(binned ) 以集合基本具有相同光学特性的发光二极管。相同的装箱原理可应用5于自支撑发光膜，此后某一光学特性的发光二极管可以与具有预定光 学特性的自支撑发光膜组合，以产生具有所需发射特性的磷光体增强 照明系统。由于自支撑发光膜是自支撑的事实，在与匹配的光源例如 匹配的发光二极管组合以获得诸如某一色温的所需属性之前，它可以 以与任意光学元件基本相同的方式处理和表征。在本上下文中，预定光谱的光例如包括在预定波长附近具有特定 带宽的光，或者例如包括基色或多个基色。预定波长例如是辐射功率 谱分布的平均波长。基色光例如包括诸如红、绿、蓝光的最常见的基 色。例如通过选择红、绿和蓝光的特定组合，基本上可以通过自支撑 发光膜产生每一种颜色，包括白色。如果光源是发紫外光的发光二极 管，发光材料将紫外光转换成转换光，例如白光。如果光源是发蓝光 的发光二极管，发光材料将蓝光的一部分转换成例如黄光以获得白光。 在这种系统中，蓝光并不被全部吸收，部分地泄漏而与黄光混合且总 光谱看上去是白色的。在自支撑发光膜的一实施例中，有机聚合物包括超高分子量聚合 物和/或易延展聚合物。超高分子量聚合物具有大于1百万的分子量。 这些超高分子量聚合物可以是易延展的。使用超高分子量聚合物的好处在于，超高分子量聚合物以这种方式互连发光颗粒不管发光颗粒 的高含量，自支撑发光膜相对坚固且不易破碎和分裂。易延展聚合物 一般在应变下形成颈状物，且可以伸展某一长度。使用易延展聚合物 导致可变形和柔软的自支撑发光膜。超高分子量聚合物的处理可能涉 及溶剂。超高分子量聚合物例如首先分解在溶剂中，然后是添加发光 颗粒。溶剂例如可以通过干燥或萃取而移除。备选地，超高分子量聚 合物可以与发光材料作为粉末混合且研磨以形成膜。在自支撑发光膜的一实施例中，发光颗粒的尺寸产生用于被树脂 灌注的多孔自支撑发光膜。该实施例的好处在于，多孔自支撑发光膜 例如可以通过使用树脂灌注而固定。自支撑发光膜例如可以是柔软的， 且根据经由树脂灌注而固定的预定形式成形。在磷光体增强照明系统 的一实施例中，光源被包围在树脂中，且自支撑发光膜使用树脂灌注。 例如，发光二极管的管芯一般嵌入在树脂中以保护管芯不受环境影响， 且通过减小管芯及其周围环境之间的折射率变化促进管芯的光发射。 当向管芯施加自支撑发光材料时，自支撑发光膜使用与环绕管芯的树脂相同的树脂灌注，这进一步改善了磷光体增强照明系统的光学特性， 因为自支撑发光膜的折射率基本等于管芯周围的折射率。 一般地，分 离具有不同折射率的两种材料的界面导致部分光从该界面反射。当自 支撑发光膜不使用与封装管芯相同的树脂嵌入时，发光二极管的管芯 发射的部分光将被反射回管芯，且可能被部分吸收，减小了发光二极 管的效率。使用与封装管芯相同的树脂灌注自支撑发光膜，自支撑发 光膜的折射率基本等于环绕管芯的树脂的折射率。基本没有界面出现 在封装树脂和自支撑发光膜之间，这避免了从管芯发射的光的反射， 因而改善了效率。例如，硅橡胶可用作树脂。硅橡胶尤其用作发射紫 外光的发光二极管的封装材料，这是因为硅橡胶对于紫外光基本透明。 在自支撑发光膜的一实施例中，发光颗粒包括不同发光材料的混 合物。该实施例的好处在于，不同发光材料的混合物的使用典型地改善了自支撑发光膜发射的转换光的显色指数。显色指数(也表示为CRI) 是光源再现某一温度的黑体光谱的能力的测量。尤其是，在通用照明 应用中，需要相对高的显色指数以确保当照明对象时觉察的颜色基本 等于使用相应色温的黑体源诸如白炽灯照射时的颜色。使用不同发光 材料的混合物使得设计者能够调节转换光的光谱或者调节混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括发光颗粒（２０，２２）和有机聚合物（３０）的自支撑发光膜（１０，１２，１４，１６），该发光颗粒（２０，２２）包括发光材料，该发光材料布置为用于吸收入射在该发光颗粒（２０，２２）上的入射光的至少一部分，且用于将吸收光转换成具有与该入射光不同的预定光谱的转换光，该有机聚合物（３０）互连该发光颗粒（２０，２２）以形成该自支撑发光膜（１０，１２，１４，１６），该自支撑发光膜（１０，１２，１４，１６）包括小于１０个重量百分比的有机聚合物（３０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RAM希克梅特，HAM范哈尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]