具有光致发光波长转换的固态发光装置及标牌以及其所用的光致发光组合物制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光致发光组合物(“磷光体墨水”)，其包括透光液体粘结剂中的可由蓝光(380nm到480nm)激发的至少一种磷光体材料的颗粒悬浮液，其中至少一种磷光体材料对粘结剂材料的配重负载在40％到75％的范围中。所述粘结剂可为可UV固化、可热固化、溶剂基或其组合且包括聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸、硅酮或氟化聚合物。所述组合物可进一步包括悬浮于所述液体粘结剂中的光反射材料的颗粒。本发明专利技术揭示利用所述组合物的光致发光波长转换组件、固态发光装置、发光标牌表面及发光标牌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有光致发光波长转换的固态发光装置及标牌以及其所用的光致发光组合物优先权主张本申请案主张袁(Yuan)等人于2011年11月30日申请的标题为“具有光致发光波长转换的固态发光装置及标牌以及其所用的光致发光组合物(SOLID-STATELIGHTEMITTINGDEVICESANDSIGNAGEWITHPHOTOLUMINESCENCEWAVELENGTHCONVERSIONANDPHOTOLUMINESCENTCOMPOSITIONSTHEREFOR)”的第13/308,066号美国专利申请案及袁(Yuan)等人于2010年12月2日申请的标题为“具有光致发光波长转换的固态发光装置及标牌以及其所用的光致发光组合物(SOLID-STATELIGHTEMITTINGDEVICESANDSIGNAGEWITHPHOTOLUMINESCENCEWAVELENGTHCONVERSIONANDPHOTOLUMINESCENTCOMPOSITIONSTHEREFOR)”的第61/419,099号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的说明书及图式以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及具有光致发光波长转换的固态发光装置及标牌，且更特定来说涉及其所用的光致发光组合物。特定来说，(但不排它)本专利技术涉及基于LED(发光二极管)的装置及标牌。本专利技术进一步涉及一种制造用于固态发光装置的光致发光波长转换组件及用于发光标牌的光致发光标牌表面的方法。
技术介绍
白色发光LED(“白色LED”)为已知的且为相对较新的创新。直到开发在电磁光谱的蓝色/紫外线部分中发射的LED，开发基于LED的白色光源才变得实际。例如，如在US5,998,925中所教示，白色LED包含为光致发光材料的一种或一种以上磷光体材料，其吸收由所述LED发射的辐射的一部分且再发射不同色彩(波长)的光。通常，LED芯片或裸片产生蓝光且所述磷光体吸收一百分比的蓝光且再发射黄光，或再发射绿光与红光、绿光与黄光、绿光与橙光或黄光与红光的组合。由LED产生的未由磷光体材料吸收的蓝光的部分与由磷光体发射的光组合可提供对人眼呈现为几乎白色的光。由于高亮度白色LED的较长的预期操作寿命(＞50,000小时)及较高发光效率(每瓦特70流明及更高)，高亮度白色LED越来越多地用于代替常规荧光光源、小型荧光光源及白炽光源。通常，磷光体材料与硅酮或环氧树脂材料混合且将所述混合物涂覆到LED裸片的发光表面。如转让给李(Li)的美国专利申请案US2008/0218992A1中所揭示，还已知提供磷光体材料作为远距于LED裸片而定位的光学组件上的一层或将所述磷光体材料并入所述光学组件内。转让给李(Li)等人的美国专利申请案US2007/0240346A1教示固态发光标志，其中来自LED的蓝光用于激发发光标牌表面上的磷光体材料以产生所需色彩光。本专利技术的目的在于提供用于具有光致发光波长转换的至少部分地克服已知装置的限制性的固态发光装置及标牌的光致发光组合物。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及包含可通过波长为380nm到480nm的蓝光激发的一种或一种以上磷光体材料的光致发光组合物。根据本专利技术，所述光致发光组合物可通过印刷(特定来说，丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、柔版印刷或移印(padprinting))而沉积于衬底上作为具有均匀厚度的一个或一个以上层。根据本专利技术，一种光致发光组合物包括：透光液体粘结剂中的至少一种磷光体材料的颗粒悬浮液，其中所述至少一种磷光体材料可通过波长为380nm到480nm的蓝光激发，且其中至少一种磷光体材料对粘结剂材料的配重负载在40％到75％的范围中。所述光致发光组合物可经配置为可丝网印刷，且所述粘结剂具有在0.5Pa.s到5Pa.s(帕斯卡-秒＝1kg.m-1.s-1)的范围中的粘度。优选地，所述粘结剂具有约1Pa.s(1000cps(厘泊))到2.5Pa.s的粘度。替代地，所述光致发光组合物可配置为可使用0.004Pa.s到0.020Pa.s的粘度来喷墨印刷。喷墨印刷可实现待印刷的组合物的良好图案。在其它布置中，所述光致发光组合物可配置为可使用0.05Pa.s到5Pa.s的粘度来凹版印刷或柔版印刷。凹版印刷及柔版印刷的特定优点在于：由于所印刷的组合物的数量是通过板或鼓中的空穴的大小而确定，所以这可实现所印刷的层的厚度及均匀性的精确控制。在进一步布置中，所述光致发光组合物可为可使用50Pa.s到150Pa.s的粘度来凸版印刷。在另一布置中，所述光致发光组合物可为可移印。移印在印刷所述组合物的衬底为非平面的情况下可能是有益的，(例如)所述衬底包括曲线透镜或圆顶状盖。粘结剂可为可UV固化、可热固化、溶剂基或其组合。所述粘结剂可包括聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸或硅酮。所述粘结剂可包括氟化聚合物以通过吸收水分减少磷光体材料的降解。优选地，所述粘结剂对波长为400nm到750nm的光具有至少0.9的透射率。有利地是，在希望在透光衬底上印刷组合物的情况下，所述粘结剂经选择使得其在固化状态中具有大体上与所述衬底的折射率相配的折射率。此折射率匹配减少了所述衬底与光致发光组合物层之间的界面处的光的折射。通常，所述粘结剂的折射率大于约1.48且在0.02范围内有利地与所述衬底相配。优选地，所述粘结剂在固化状态中具有300％到500％的范围中的弹性。所述至少一种磷光体材料可具有在1微米到60微米的范围中的平均颗粒大小，其中所述优选颗粒大小范围取决于用于沉积组合物的预期印刷技术。例如，对于可丝网印刷的磷光体组合物，平均颗粒优选地在10微米到20微米的范围中且更优选地为约15微米。相比而言，可喷墨印刷的组合物一般需要最小的颗粒大小(通常高达5微米)。所述至少一种磷光体材料优选包括硅酸盐磷光体、正硅酸盐磷光体、氮化物磷光体、氮氧化物磷光体、硫酸盐磷光体、含氧硫酸盐磷光体、石榴石(YAG)磷光体或其组合。本专利技术人已发现：通过进一步悬浮液体粘结剂中的光反射材料的颗粒，此可通过光致发光组合物增加光致发光光的产生。据信，光致发光所产生的光的增加起因于光反射材料的颗粒增加了光子碰撞磷光体材料的颗粒的可能性。初始测试结构指示：对于由所述组合物所产生的给定色彩及强度的光，包含光反射材料可潜在地使磷光体材料使用率减少33％或更多。磷光体材料使用率的此减少在大面积上需要组合物的应用(例如，标牌应用)中特别明显，其中所述组合物可设置于数百或甚至数千平方厘米的面积上。所述光反射材料具有尽可能高的反射率且优选为至少0.9。所述光反射材料优选包括氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO2)、硫酸钡(BaSO4)或其混合物的颗粒。通常，所述光反射材料具有在0.1微米到20微米的范围中且优选在0.5微米到2微米的范围中的颗粒大小。光反射材料对磷光体材料的配重百分比负载可在0.01％到10％的范围中，优选在0.01％到1％的范围中，且更优选地在0.1％到1％或0.5％到1％的范围中。根据本专利技术的另一方面，一种用于固态发光装置的波长转换组件包括衬底，所述衬底具有印刷于其表面上的本专利技术的光致发光组合物的至少一层。通常，对于用于普通照明的固态发光装置，所述光致发光组合物设置在至少0.8cm2到180cm2的面积上。所述波长转换组件可透光且经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.02 US 61/419,099;2011.11.30 US 13/308,0661.一种用于丝网印刷的可印刷的光致发光组合物，其包括：可U.V.固化的透光液体粘结剂中的至少一种磷光体材料的颗粒悬浮液，其中所述至少一种磷光体材料可通过波长为380nm到480nm的蓝光激发，且其中所述至少一种磷光体材料对所述粘结剂材料的配重负载在40％到75％的范围中。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述粘结剂具有0.5Pa.s到5Pa.s的粘度。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述粘结剂具有1Pa.s到2.5Pa.s的粘度。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述粘结剂从由聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸、硅酮及氟化聚合物组成的群组选择。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述粘结剂在固化状态中具有在300％到500％的范围中的弹性。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种磷光体材料具有2微米到60微米的平均颗粒大小。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种磷光体材料具有10微米到20微米的平均颗粒大小。8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种磷光体材料具有15微米的平均颗粒大小。9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种磷光体材料从由硅酸盐磷光体、正硅酸盐磷光体、氮化物磷光体、氮氧化物磷光体、硫酸盐磷光体、含氧硫酸盐磷光体及石榴石YAG磷光体组成的群组选择。10.根据权利要求1所述的组合物，且其进一步包括悬浮于所述液体粘结剂中的光反射材料的颗粒。11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述光反射材料从由氧化镁、二氧化钛、硫酸钡及其组合组成的群组选择。12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述光反射材料具有0.1微米到10微米的颗粒大小。13.根据权利要求11所述的组合物，其中所述光反射材料具有0.1微米到1微米的颗粒大小。14.根据权利要求11所述的组合物，其中所述光反射材料对所述磷光体材料的配重百分比负载为0.01％到10％。15.根据权利要求11所述的组合物，其中所述光反射材料对所述磷光体材料的配重百分比负载为0.01％到1％。16.根据权利要求11所述的组合物，其中所述光反射材料对所述磷光体材料的配重百分比负载为0.1％到1％。17.根据权利要求11所述的组合物，其中所述光反射材料对所述磷光体材料的配重百分比负载为0.5％到1％。18.一种用于固态发光装置的光致发光波长转换组件，其包括衬底，所述衬底具有沉积于其表面上的根据权利要求1-17中任一权利要求所述的组合物的至少一层。19.根据权利要求18所述的组件，其中所述组合物设置于至少0.8cm2到180cm2的面积上。20.根据权利要求18所述的组件，其中所述衬底透光。21.根据权利要求20所述的组件，其中所述衬底及固化状态中的粘结剂彼此具有在0.02内的折射率。22.根据权利要求20所述的组件，其中所述衬底配置为光导，且所述组合物设置于所述光导的发光面的至少一部分上。23.根据权利要求22所述的组件，其中所述衬底从由丙烯酸、聚碳酸酯、硅酮及玻璃组成的群组选择。24.根据权利要求18所述的组件，其中衬底包括光反射表面。25.根据权利要求24所述的组件，其中所述光反射表面为银。26.根据权利要求24所述的组件，其中所述光反射表面为铝。27.根据权利要求24所述的组件，其中所述光反射表面为铬。28.根据权利要求24所述的组件，其中所述光反射表面为光反射聚合物。29.根据权利要求24所述的组件，其中所述光反射表面为光反射纸。30.根据权利要求24所述的组件，其中所述光反射表面为光反射涂料及光反射金属。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁湘龙，代冰，乔纳森·梅尔曼，查尔斯·爱德华兹，
申请(专利权)人：英特曼帝克司公司，
类型：
国别省市：