[发明专利]自支撑发光膜和磷光体增强照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及自支撑发光膜。

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的是改善来自自支撑盖层的发射光的均匀性。

根据本发明的第一方面，使用根据权利要求1的自支撑发光膜实现该目的。根据本发明的第二方面，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。根据本发明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10个重量百分比的有机聚合物。

根据本发明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维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。在根据本发明的自支撑发光膜中，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匀，导致自支撑发光膜的发射光的改善的均匀性。

根据本发明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。

根据本发明的自支撑发光膜的又一好处在于，可以在向光源施加自支撑发光膜以形成磷光体增强光源之前确定自支撑发光膜的光学特性。一般地，以微滴的方式施加发光材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。当使用根据本发明的自支撑发光膜时，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。