表色減少的磷光體增強照明設備、翻新燈泡和燈管的制作方法

表色減少的磷光體增強照明設備、翻新燈泡和燈管的制作方法
【專利摘要】提供了一種磷光體增強照明設備100、翻新燈泡、燈管和燈具。該磷光體增強照明設備100包括光源116、光出射窗口102、第一光轉換元件112和第二光轉換元件110。光源116通過其發光表面118發出預定顏色光譜的源光線114。光出射窗口102將光線發射至磷光體增強照明設備100周圍。第一光轉換元件112包括無機發光材料，其吸收源光線114的一部分并且將所吸收光線的一部分轉換為第一顏色的光線104。第二光轉換元件110包括第一有機發光材料，其吸收源光線114的一部分和／或第一顏色的光線104的一部分。該第一有機發光材料將所吸收光線的一部分轉換為第二顏色的光線108。第二光轉換元件110光學布置在光出射窗口102和光源116的發光表面118之間。第一光轉換元件112光學布置在第二光轉換元件110和光源116的發光表面118之間。第一光轉換元件112和第二光轉換元件110之間存在間隙111。
【專利說明】表色減少的磷光體增強照明設備、翻新燈泡和燈管
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種包括有機發光材料的磷光體增強照明設備。
【背景技術】
[0002]公開的專利申請W02010 / 116294公開了磷光體增強光源的實施例，其中具有無機發光材料的層和具有有機發光材料的層的堆疊被布置在所謂的直接磷光體配置中或所謂的遠程磷光體配置中。在直接磷光體配置中，具有不同發光材料的層的堆疊被直接應用于光源的發光表面的頂部上。在遠程磷光體配置中，在光源的發光表面和具有發光材料的層的堆疊之間存在有間隙，換句話說，具有發光材料的層的堆疊布置在離光源特定距離處布置。
[0003]所引用專利申請的實施例中的發光層的堆疊將具有有機發光材料的層布置在該層次堆疊的觀看者看向磷光體增強照明設備的一側。具有無機發光材料的層被布置在該層次堆疊最接近于光源的發光表面的一側。由于有機發光分子本身是透明的，所以具有有機發光材料的層經常是相對透明的。觀看者不會在具有有機發光材料的層中看到顏色。然而，在具有無機發光材料的層中的無機發光顆粒用作散射材料并且在所有方向反射光線。因此，如果來自周圍的光線入射在發光材料上，處于該無機發光材料的吸收光譜中的一些光線被吸收，并且未被吸收的光線則被反射和/或散射，它們因此具有顏色，該顏色是無機發光材料的吸收光譜的顏色的補色。該補色被看向發光層堆疊的觀看者所看到。這被稱為“表色”，其表示該層表現為具有具體的顏色。在許多應用中并不希望具有表色，因為對于觀看者而言，磷光體增強照明設備似乎具有由無機發光材料所產生的光線的具體顏色。例如，如果具體的無機發光材料具有處于藍色范圍內的吸收光譜，則具體有機發光材料的表色將為橙色/黃色。
[0004]另外，所引用專利申請的光源必須要發出通常處于2700至6000開氏度范圍內的相關色溫的光線，并且通常具有藍色發光二極管(LED)。為了獲得該相關色溫，相對大量的藍色光必須被轉換為較長波長的光線。藍色光到較長波長光線的轉換由無機發光材料來執行，并且因此需要使用相對大量的無機發光材料，這導致了較強的表色。
[0005]所要注意的是，可以替代無機發光材料而使用有機發光材料。然而，為了獲得足夠高的顯色性指標，可能必須要使用無機發光材料和有機發光材料的組合。

【發明內容】

[0006]本發明的目標是提供一種表色有所減少的磷光體增強照明設備。
[0007]本發明的第一方面提供了根據權利要求1的磷光體增強照明設備。本發明的第二方面和本發明的第三方面分別提供了根據權利要求14的翻新燈泡和燈管。本發明的第四方面提供了根據權利要求15的燈具。從屬權利要求中定義了有利的實施例。
[0008]依照本發明第一方面的磷光體增強照明設備包括光源、光出射窗口、第一光轉換元件和第二光轉換元件。光源通過其發光表面發出預定顏色光譜的源光線。光出射窗口在操作中將光線發射至磷光體增強照明設備周圍。第一光轉換元件包括無機發光材料。該無機發光材料吸收源光線的一部分并且將所吸收光線的一部分轉換為第一顏色的光線。第二光轉換元件包括第一有機發光材料。該第一有機發光材料吸收源光線的一部分和/或第一顏色的光線的一部分。該第一有機發光材料將所吸收光線的一部分轉換為第二顏色的光線。第二光轉換兀件光學布置在光出射窗口和光源的發光表面之間。第一光轉換兀件光學布置在第二光轉換兀件和光源的發光表面之間。第一光轉換兀件和第二光轉換兀件之間存在間隙。
[0009]發明人已經發現，如果在第一光轉換元件和第二光轉換元件之間存在間隙而使得第一光轉換兀件與第二光轉換兀件相比布置為離光出射窗口更大距離，貝1J表色減少。該間隙的效果在于，與第一光轉換元件直接與第二光轉換元件相接觸的配置相比，第一光轉換元件所接收的光線更少。結果，被無機發光材料吸收的光線更少并且表色減少。第二光轉換元件和該間隙之間的界面對關于光出射窗口的法線以相對大的角度入射的光線進行反射，并且因此被第一光轉換元件接收的光線更少。
[0010]第一光轉換元件和第二光轉換元件之間存在間隙意味著第一光轉換元件和第二光轉換元件并不直接接觸。諸如空氣或水之類的另一種透光材料可以處于第一光轉換元件和第二光轉換元件之間，然而在其它實施例中，該間隙可以為真空。
[0011]要注意的是，表色主要與光源并不處于操作中的情形相關，這意味著光源并不發出預定顏色分布的光線，并且可能較小程度上與周圍光線與光源所發出的光線相比具有明顯更高強度的情形相關。如果磷光體增強照明設備正在發光，則看向該磷光體增強照明設備的人看到該磷光體增強照明設備以專門設計的那種顏色發光。在操作中，由磷光體增強照明設備所進行的發光而體驗到的顏色是光源所發出的預定顏色分布的光線、第一轉換元件所發出的第一顏色的光線和第二光轉換元件所發出的第二顏色的光線的具體組合。然而，如果入射在磷光體增強照明設備上的周圍光線明顯強于光源所發出的光線，例如在直射日光入射在磷光體增強照明設備上的情況下，則無機發光材料所反射的直射日光可能會占優勢，并且因此觀看者會看 到無機發光材料的表色。
[0012]要進一步注意的是，“光學布置在…之間”的含義在于布置在第一部件和第二部件之間的具體部件被布置在從第一部件到第二部件的光學路徑上，反之亦然。這樣的光學路徑并非一定限定為遵循從第一部件到第二部件的直線，相反該光學路徑可能由于光學路徑處的鏡而具有轉角。
[0013]在本發明的上下文中，預定顏色分布的光線、第一顏色的光線和/或第二顏色的光線通常包括具有預定光譜的顏色。預定光譜例如可以包括具有預定波長附近的具體帶寬的主要顏色，或者例如可以包括多個主要顏色。預定波長是輻射功率譜分布的平均波長。主要顏色的光線例如包括紅色、綠色、藍色、黃色和琥珀色。預定顏色分布的光線、第一顏色的光線和/或第二顏色的光線還可以包括主要顏色的混合，諸如藍色和琥珀色的緩和，或者藍色、黃色和紅色的混合。
[0014]在一個實施例中，如果周圍光線入射在光出射窗口上,第一光轉換兀件具有周圍光線入射于其上的第一表面。如果周圍光線入射在光出射窗口上，第二光轉換元件具有周圍光線入射于其上的第二表面。第一表面小于第二表面。如果第一光轉換兀件與光源更為接近，則光源所發出的光束的橫截面比第二光轉換元件的位置處的光束橫截面更小。因此，第一光轉換元件可以具有比第二光轉換元件更小的尺寸。因此，第一光轉換元件的第一表面小于第二光轉換元件的第二表面。較小的第一表面意味著所吸收的周圍光線較少，并且因此表色有所減少。
[0015]在進一步的實施例中，第一光轉換元件布置在光源附近。在光源附近意味著沿光源和第一光轉換元件之間的光學路徑的距離明顯小于沿光源和第二光轉換元件之間的光學路徑的距離。例如，沿從光源到光出射窗口的光學路徑，從光源到第一光轉換元件的距離比從光源到第二光轉換元件的距離小20%。如果第一光轉換元件處于光源附近，則其尺寸可以相對小并且因此它的來自周圍的光線可以入射于其上的表面相對小以使得表色不會支配性可見。
[0016]在實施例中,第一光轉換兀件布置在光源的發光表面上。
[0017]在另一實施例中，第一光轉換元件覆蓋光源的整個發光表面。
[0018]光源的發光表面通常遠小于光出射窗口并且因此第一光轉換兀件可以具有相對小的尺寸，而光源所產生的整個光束仍然透過第一發光部件。由于周圍光線中被第一光轉換元件所吸收的光線會更少并且因此磷光體增強照明設備的表色會減少，所以具有相對小的尺寸是有利的。
[0019]在進一步的實施例中，光源是發出藍色光的發光二極管。無機發光材料是黃色或黃綠色發光的無機磷光體。在操作中，發光是光源所發出的光線和第一光轉換元件所產生的第一顏色的光線的組合，其具有高于10000開氏度的相關色溫并且在接近于或處于色空間的黑體線上的色空間中具有色點。該黑體線是與具有具體溫度的理想化黑體的發光相對應的色空間中的色點的序列。該色溫是理想化黑體的溫度。如果所發射光線的相關色溫高于10000開氏度并且色點接近于黑體線，則人們將所發射光線的顏色體驗為白色或帶有淺藍色。布置第一光轉換元件相對容易，其在發射藍色光的發光二極管上包括黃色或黃綠色發光的無機發光材料(磷光體)，以使得光源和第一光轉換兀件的組合發光具有高于10000開氏度的相關色溫并且具有接近于黑體線的色點。發出藍色光的發光二極管能夠以相對低的價格獲得。另外，第一光轉換元件必須要包括相對少量的黃色或黃綠色發光的無機磷光體，以使得第一光轉換元件的價格也相對低。另外，使用相對少量的無機磷光體使得表色減少。
[0020]在另一個實施例中，光源與其上布置有第一光轉換元件的發光表面的組合具有大于80%的光學封裝效率。
[0021]光學封裝效率被定義為由光源所發射的光子數量與光源和第一光轉換兀件發射到周圍的光子數量的百分比。另外，必須通過將以上所討論的百分比除以無機發光材料的量子效率而針對無機發光材料的量子效率對光學封裝效率進行校正。無機發光材料的量子效率被定義為由無機發光材料所發射的光子數量和被無機發光材料所吸收的光子數量之間的比率。術語“封裝”指光源和第一光轉換元件的組合。
[0022]第一光轉換元件可以將其從光源接收的一些光線反射回光源。另外，第一光轉換元件所產生的一些光線可以被發射到光源的方向。例如固態發光器的許多光源會吸收入射于其上的光線的相對大部分。光線吸收導致了較低的光學封裝效率。具有相對高的光學效率是有利的，這是因為產生具體數量的光線所需的功率較少，并且由于光線吸收的結果光源的溫度并不增加。[0023]第一光轉換元件的無機發光材料的特性(例如吸收光譜和發光光譜)、作為整體的第一光轉換元件的散射和反射特性以及例如第一光轉換元件的厚度決定了光源和第一光轉換元件的組合的光學封裝效率。光源的其它特性也對光學封裝效率有所影響，例如光源的吸收系數。
[0024]在進一步的實施例中，光源和第一光轉換元件的組合的光學封裝效率大于90%。
[0025]在另一個實施例中，第二光轉換元件具有第二折射率。形成該間隙的材料具有小于第二折射率的第一折射率。
[0026]因此，來自第二光轉換元件和間隙的界面部分地反射第二光轉換元件朝向該間隙的方向透過的光線。在該方向上透過的光線可以是入射在該磷光體增強照明設備的光出射窗口上的周圍光線。特別地，如果周圍光線相對漫射，則光線以所有角度入射在光出射窗口上，并且因此也以多個角度入射在第二光轉換元件和間隙之間的界面處。以關于該界面的法線方向相對大的角度進行入射的光線將經歷內部反射。因此，入射在該磷光體增強照明設備的光出射窗口上的來自周圍的更少光線朝向第一光轉換元件傳輸，并且因此第一光轉換元件的表色受到限制。
[0027]在實施例中，該間隙被填充以流體。流體的示例是諸如空氣的氣體或諸如水的液體。
[0028]在實施例中，第二光轉換元件布置在光出射窗口處。
[0029]在另一實施例中，該第二光轉換元件形成光出射窗口。
[0030]在另一個實施例中，光源是固態發光器。使用固態發光器是有利的，因為它們相對高效(將大量電能轉換為光)，尺寸相對小并且相對廉價。固態發光器可以是發光二極管(LED)、有機發光二極管(OLED)、聚合物發光二極管(PLED)或激光二極管。在實際實施例中，固態發光器發出藍色光。
[0031]在一個實施例中，第一光轉換元件和第二光轉換元件中的至少一個為層。層由該層的厚度至少比其寬度或深度小兩倍的屬性所定義。因此，術語“層”也可以被解釋為“涂層”、“薄膜”或“瓦片(tile)”。層相對易于制造并且因此可以通過使用包括具體發光材料的層而降低磷光體增強照明設備的成本。要進一步注意的是，該層并非必然遵循平坦平面。層也可以具有曲面形狀或半球形狀。
[0032]在一個實施例中，第二光轉換元件包括第二有機發光材料。該第二有機發光材料被配置為吸收源光線的一部分和/或吸收第一顏色的光線的一部分和/或吸收第二顏色的光線的一部分。該第二有機發光材料進一步被配置為將所吸收光線的一部分轉換為第三顏色的光線。使用額外的有機發光材料提供了額外的設計參數以便獲得具有具體發光分布的磷光體增強照明設備。該第二有機發光材料所產生的光線可以被用來將磷光體增強照明設備的發光的顏色移至色空間中的具體色點并且獲得更高的顯色性指標。
[0033]在另一個實施例中，第二光轉換元件是包括第一層和第二層的層的堆疊。第一層包括第一有機發光材料且并不包括第二有機發光材料。第二層包括第二有機發光材料且并不包括第一有機發光材料。因此，第二光轉換兀件包括多個層，每層僅包括單一(有機)發光材料。以單獨層的堆疊來制造第二光轉換元件是有利的，因為這樣的結構可以準確且相對廉價地制造。要注意的是，在其它實施例中，第一有機發光材料和第二有機發光材料可以被混合并且提供在單個層中。[0034]在一個實施例中，該磷光體增強照明設備包括散射層并且該散射層光學布置在光出射窗口和第二光轉換元件之間。在另一個實施例中，該第二光學轉換元件包括散射顆粒。該散射層或散射顆粒對從周圍入射的光線進行散射，并且防止來自周圍的大量光線透向第一光轉換元件。因此，表色被該散射顆粒或散射層減少。在光源并未工作的時刻看向光出射窗口的人主要看到被散射顆粒或散射層所散射和反射的周圍光線。
[0035]依照本發明的第二方面，提供了一種包括根據本發明的第一方面的磷光體增強照明設備的翻新燈泡。
[0036]依照本發明的第三方面，提供了一種包括根據本發明的第一方面的磷光體增強照明設備的燈管。
[0037]依照本發明的第四方面，提供了一種燈具，其包括根據本發明的第一方面的磷光體增強照明設備，或者包括根據本發明第二方面的翻新燈泡，或者包括根據本發明第三方面的燈管。
[0038]該翻新燈泡、燈管和燈具提供了與根據本發明第一方面的磷光體增強照明設備相同的益處并且擁有與該磷光體增強照明設備的相對應實施例具有類似效果的類似實施例。
[0039]參考隨后所描述的實施例，本發明的這些和其它方面由于變得顯而易見并且得到闡明。
[0040]本領域技術人員將要意識到的是，以上所提到的兩個或更多的實施例、實施方式和/或本發明的方面可以以任何認為有用的方式進行組合。
[0041]對應于所描述的磷光體增強照明設備的修改和變化。本領域技術人員能夠基于該描述而執行對所述翻新燈泡、燈管和燈具與的修改和變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]在附圖中:
[0043]圖1a示意性示出了根據本發明第一方面的工作中的磷光體增強照明設備的第一實施例的截面圖，
[0044]圖1b示意性示出了未處于工作中的第一實施例的截面圖，
[0045]圖2a和2b示意性示出了磷光體增強照明設備的第二和第三實施例的截面圖，
[0046]圖3a和3b示意性示出了具有非直線光學路徑的磷光體增強照明設備的實施例的截面圖，
[0047]圖4a、4b和4c示意性示出了磷光體增強照明設備的第四、第五和第六實施例的截面圖，
[0048]圖5a和5b示意性示出了磷光體增強照明設備的第七和第八實施例的截面圖，
[0049]圖6a示意性示出了根據本發明第二方面的翻新燈泡的實施例的兩個截面圖，
[0050]圖6b示意性示出了根據本發明第三方面的燈管的實施例的兩個截面圖，和
[0051]圖6c示意性示出了根據本發明第四方面的燈具。
[0052]應當注意的是，不同附圖中由相同附圖標記所表示的事項具有相同特征和相同功能，或者為相同的信號。在已經對這樣的事項的功能和/或結構進行過解釋的情況下，無需在【具體實施方式】中對其進行重復解釋。
[0053]附圖僅是圖示性的而并非依比例進行繪制。特別是為了清楚，一些尺寸被明顯放大。
【具體實施方式】
[0054]圖1a和Ib中示出了磷光體增強照明設備100的第一實施例的截面。圖1a示意性示出了在光源116工作時的磷光體增強照明設備100。圖1b示意性示出了在光源116未工作時的磷光體增強照明設備100。
[0055]磷光體增強照明設備100具有光出射窗口 102，磷光體增強照明設備100通過其發出光線。在磷光體增強照明設備100的周圍周圍，示意性繪出了看向磷光體增強照明設備100的光出射窗口 102的觀看者106。磷光體增強照明設備100還包括光源116，其在操作中通過其發光表面118發出預定顏色的光線114，在圖1a的實施例中，該發光表面118是光源116的頂部表面。
[0056]磷光體增強照明設備100進一步包括第一光轉換元件112和第二光轉換元件110。第一光轉換元件112包括無機發光材料，其吸收光源所發出的光線114的一部分并且將所吸收光線的一部分轉換為第一顏色的光線104。第二光轉換元件包括第一有機發光材料。第一有機發光材料吸收光源114所發出的光線和/或吸收第一光轉換兀件所發出的光線104。第一有機材料將所吸收的光轉換為第二顏色的光線108。
[0057]第二光轉換兀件110布置在光出射窗口 102和光源116之間。第一光轉換兀件112布置在第二光轉換兀件110和光源116之間。在第一光轉換兀件112和第二光轉換兀件110之間為間隙111，這意味著第一光轉換元件112并不與第二光轉換元件110直接接觸。在第一光轉換兀件112和第二光轉換兀件110之間存在有另一種材料。
[0058]因此，如果光源116處于操作中，預定顏色分布的光線114首先透過第一光轉換元件112，并且光線的一部分被轉換為第一顏色的光線104。隨后，第二光轉換元件110接收第一顏色的光線104和預定顏色分布的光線114并且將該光線的一部分轉換為第二顏色的光線108。通過光出射窗口 102的光線發射是預定顏色分布的光線114、第一顏色的光線104和第二顏色的光線108的具體組合。光線104、108、114的這種組合被觀看者106體驗為具體的顏色，換句話說，通過光出射窗口 102的光線發射可以由例如CIE xyz顏色空間的色空間中的具體色點表示。在轉換元件中所使用的發光材料的具體數量、所使用發光材料的特性以及光源116所發出的預定顏色分布的特性決定了通過光出射窗口 102發出的光線的色點。
[0059]要注意的是，第一光轉換元件112可以僅由無機發光材料構成，例如在使用陶瓷無機發光材料時，或者第一無機發光材料可以分散到聚合物中(其經常被稱之為基體聚合物)或者可以分布在另一種透光材料中。第二光轉換元件Iio的有機發光材料經常分子溶解于基體聚合物或另一材料中。聚合物基體可以在諸如丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯=PMMA)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯這樣的聚合物及其共聚物和混合物中選擇。另外，在圖1a的圖中，第一光轉換元件112和第二光轉換元件110的橫截面被繪制為細長矩形，其可以是矩形層或盤形形狀的層的橫截面，然而，轉換元件110、112的形狀可以不同于這些形狀。
[0060]圖1b示出了光源116并未操作并且周圍光線150以關于光出射窗口 102的法線的多個角度入射在磷光體增強照明設備100的光出射窗口 102上的情形。在實際情形中，周圍光線150相對漫射并且光線以多個角度入射在光出射窗口。以關于光出射窗口 102的法線相對小的角度進行入射的周圍光線105透過第二光轉換元件。以關于光出射窗口 102的法線相對大的角度進行入射的周圍光線105在第二光轉換元件110和間隙111之間的界面152反射，并且因此并不被朝向第一光轉換元件112傳輸。因此，僅有一部分入射的周圍光線150被傳送至第一光轉換兀件112。第一光轉換兀件112的無機發光材料根據該無機發光材料的吸收光譜而吸收一些入射的周圍光線150。未被吸收的光線154被散射并且被反射回光出射窗口 102。未被吸收的光線154包括較少的在第一光轉換元件112的無機發光材料的吸收光譜中的光線，并且因此被觀看者106體驗為具體顏色的光線。該具體顏色是磷光體增強照明設備100的表色并且該具體顏色是無機發光材料的吸收光譜的顏色的補色。
[0061]因此，與在第一光轉換元件112和第二光轉換元件110之間沒有間隙111的磷光體增強照明設備相比，圖1的磷光體增強照明設備的表色更少，這意味著所看到的顏色更少(因此，所看到顏色的飽和度相對低)。
[0062]圖2a給出了磷光體增強照明設備200的另一個實施例。與圖1的磷光體增強照明設備100相比,第一光轉換兀件212提供在光源116的發光表面上,并且第二光轉換兀件210形成磷光體增強照明設備200的光出射窗口。第一光轉換元件212和第二光轉換元件210之間的間隙202是磷光體增強照明設備200的空腔。該空腔被填充以折射率低于第二光轉換元件210的折射率的材料。另外，該空腔與光出射窗口 102相反的內表面204是反光的，從而入射在內表面204上的光線被反射回光出射窗口并且被循環使用。該空腔周圍的壁出于相同的目的也可以是反光的。由于第一光轉換元件212直接提供在光源116的發光表面的頂部，所以其可以具有相對小的尺寸。更少的從周圍入射的光線能夠入射在第一光轉換元件上擊，因此磷光體增強照明設備200的表色減少。
[0063]圖2b給出了磷光體增強照明設備250的變化形式，其具有被制造為兩個層的堆疊的第二光轉換元件252。該層堆疊的第一層254包括第一有機發光材料而第二層256則包括第二有機發光材料。第一有機發光材料和第二有機發光材料不同并且將具體材料所吸收的光轉換為其它顏色。這樣，如果磷光體增強照明設備工作，則另外的顏色通過光出射窗口發射到周圍。這為設計在具體色點處發光并且具有相對高的顯色性指標的磷光體增強照明設備提供了額外的設計自由度。
[0064]第一光轉換兀件212包括無機發光材料。這樣的材料的不例為Ce摻雜YAG或LuAG。Ce摻雜YAG發出黃色光，而Ce摻雜LuAg發出黃綠色光。兩種材料具有相對寬的發光光譜，其中該發光光譜的尾部甚至包括紅色光譜范圍中的波長。第二光轉換元件210、252包括基于聚乙烯衍生物的有機發光材料。基于聚乙烯衍生物的發光材料的示例由BASF以Lumogen商品名銷售。
[0065]光源116與提供在光源116的發光表面頂部的第一光轉換元件212的具體組合可以被稱為顯不發光二極管(LED)。顯不LED的光源116發出藍色光并且第一光轉換兀件212將相對小部分的藍色光轉換為黃色或黃綠色光。所產生的作為光源所發出的藍色光和無機發光材料所發出的黃色或黃綠色光的組合的發光在色空間中具有接近于該顏色空間的黑體線的色點并且具有高于10000開氏度的相關色溫。為了獲得這樣的發光，僅需要在發藍色光的LED的頂部使用相對薄的無機發光材料層，這導致了高的光學效率。無機發光材料的薄層并不會將很多藍色光反射或散射回LED，并且沒有很多黃色或黃綠色光朝向LED發射。LED通常并不對入射于其上的很多光線進行反射，并且因此被反射或散射回LED的或者朝向LED發射的大部分光線導致LED和無機發光材料層的組合的低效。光源116和第一光轉換元件212的組合的光學封裝效率大于80%并且在另一實施例中大于90%。
[0066]要注意的是，如果使用兩個有機發光材料，則它們可以在一個層中進行混合，例如在圖2a的第二光轉換元件210的層中進行混合。在其它實施例中，使用多于兩種的有機發光材料，它們可以在一個層中或者在具有兩個或更多層的層的堆疊中以任何組合混合。
[0067]圖3a和3b中給出了具有從光源116朝向光出射窗口 102的彎曲光學路徑304、354的磷光體增強照明設備的截面圖。光學路徑304、354中存在至少一個鏡302、352。
[0068]磷光體增強照明設備300具有布置在光源116和第一光轉換元件212的組合上方的鏡302。鏡302將所接收光線向除光源116之外布置在磷光體增強照明設備300的基座上的第二光轉換元件110反射。第二光轉換元件110的背側是反光的以使得入射在第二光轉換元件110上以及在第二光轉換元件110內產生的光線朝向光出射窗口 102反射。
[0069]磷光體增強照明設備350具有布置在磷光體增強照明設備350的一側的光出射窗口 102。在磷光體增強照明設備300的空腔內，被涂覆以第二光轉換元件110的鏡352布置為關于光源116布置于其上的磷光體增強照明設備的基座成指定角度。
[0070]圖4a示意性示出了磷光體增強照明設備400的另一個實施例的截面。多個光源116設置在基座402上。在每個光源116的頂部上設置了包括無機發光材料的第一光轉換元件212。另外，在距第一光 轉換元件212 —定距離處設置了包括第一有機發光材料的第二光轉換元件210。第二光轉換 元件210形成磷光體增強照明設備400的光出射窗口 102。磷光體增強照明設備400進一步 向左右延伸。
[0071]圖4b示意性示出了磷光體增強照明設備430的另一種變化形式。在第二光轉換元件210的頂部提供具有散射顆粒434的漫射層432。散射層432形成光出射窗口 102。漫射層432提供更好的顏色混合和漫射光線輸出。另外，如果光源116并未工作并且如果周圍光線入射在散射層432上，則周圍光線很大程度上被散射并反射回周圍。因此，入射在第一光轉換元件212上的周圍光線較少，并且因此磷光體增強照明設備430的表色減少。漫射層可以包括由TiO2或Al2O3制成的散射顆粒。
[0072]在該段落中提供了磷光體增強照明設備的兩個示例，其包括具有20000K相關色溫的顯示發光二極管(LED)，具有作為三層堆疊的第二光轉換元件。顯示LED包括發藍色光的LED以及處于顯示LED的發光表面頂部上的Ce摻雜YAG或Ce摻雜LuAG的薄層。在第一實施例中，該三層堆疊在光出射窗口一側包括60 μ m厚度的PMMA漫射層，其包括IOwt %的TiO2顆粒。中間層27 μ m厚并且包括0.1wt %的Lumogen Yellow Π70 (由BASF出售的聚乙烯衍生物)。該堆疊的與顯示LED最為接近的層也是27 μ m厚度并且包括0.025wt %的Lumogen Red f305。在第二實施例中，該三層堆疊在光出射窗口一側包括60 μ m厚度的PMMA漫射層，其包括IOwt %的TiO2顆粒。中間層54 μ m厚并且包括0.lwt%的Lumogen YellowΠ70 (由BASF出售的聚乙烯衍生物)。該堆疊與顯示LED最為接近的層還是27 μ m厚并且包括0.05?1:%的Lumogen Red f350。具有該三層堆疊的第一實施例的磷光體增強照明設備在大約4000開氏度下發光并且具有大于80的顯色性指標(CRI)。具有該三層堆疊的第二實施例的磷光體增強照明設備在大約3000開氏度下發光并且具有大于80的CRI。[0073]圖4c示意性示出了與圖4b的磷光體增強照明設備稍有不同的另一磷光體增強照明設備的截面圖。磷光體增強照明設備462具有處于第二光轉換元件462中的散射顆粒而不是具有散射顆粒的單獨層。
[0074]圖5a示意性示出了磷光體增強照明設備500的另外實施例的截面圖。磷光體增強照明設備500與圖2a的磷光體增強照明設備200相似，其差別在于提供多于一個的光源116，其中第一光轉換元件212處于光源116的發光表面頂部。圖5b給出了另一磷光體增強照明設備550，其包括介于基座402和第二光轉換元件210之間的壁554。該壁在每個光源116周圍形成了單獨的空腔556、552。
[0075]圖6a給出了根據本發明第二方面的翻新燈泡600、610。翻新燈泡610包括用矩形示意性繪制的磷光體增強照明設備612。該矩形例如表示圖2的磷光體增強照明設備200的框。在另一個實施例中，光源606設置在燈泡600內并且設置在燈泡600的基座608上。第一轉換元件604設置在光源606的發光表面的頂部。第一光轉換元件604包括無機發光材料。該燈泡的內表面設置有包括第一有機發光材料的第二光轉換兀件602。該無機和第一有機發光材料具有之前附圖中所討論的相同特性、功能和益處。第一光轉換元件604和第二光轉換元件602之間的間隙由該燈泡的內部空間所形成。
[0076]圖6b給出了燈管630、640的兩個實施例的截面圖。在沿著燈管的方向，燈管640包括多個磷光體增強照明設備612。在沿著燈管的方向，燈管630的另一個實施例包括多個光源606。第一光轉換元件604設置在每個光源606的頂部。該燈管的內表面設置有第二光轉換元件602。第一光轉換元件604和第二光轉換元件606具有與關于之前附圖所討論的第一光轉換元件和第二光轉換元件相同的特性、益處和功能。
[0077]圖6c給出了包括一個或多個根據本發明第一方面的磷光體增強照明設備662的燈具660。在其它實施例中，該燈具可以包括如以圖6a為背景所討論的翻新燈泡，或者可以包括以圖6b為背景所討論的燈管。
[0078]應當注意的是，以上所提到的實施例對本發明進行說明而非限制，并且本領域技術人員能能夠設計出許多可替換實施例而并不背離所附權利要求的范圍。
[0079]在權利要求中，位于括號之間的任何附圖標記都不應當被理解為對權利要求進行限制。動詞“包括”及其動詞變化形式的使用并不排除存在權利要求中并未提及的元件或步驟。元件之前的冠詞“一個”并不排除存在多個這樣的元件。在包含若干器件的設備權利要求中，這些器件中的若干器件可以由一個且相同的硬件項來實現。某些措施在彼此不同的從屬權利要求中引用的事實并非指示這些措施的組合無法被用于有利目的。
【權利要求】
1.一種磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，包括: 光源(116，606)，其包括用于發出預定顏色光譜的源光線(114)的發光表面(118)， 光出射窗口(102)，其用于發出光線至所述磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)周圍， 第一光轉換兀件(112, 212,604),其包括無機發光材料,所述無機發光材料被配置為吸收所述源光線(114)的一部分并且將所述吸收光線的一部分轉換為第一顏色的光線(104)， 第二光轉換元件(110，210，252，462，602)，其包括第一有機發光材料，所述第一有機發光材料被配置為吸收所述源光線(114)的一部分和/或吸收第一顏色的光線(104)的一部分，并且所述第一有機發光材料被配置為將所述吸收光線的一部分轉換為第二顏色的光線(108)， 其中所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)光學布置在所述光出射窗口(102)和所述光源(116,606)的所述發光表面(118)之間，所述第一光轉換兀件(112,212,604)光學布置在所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)和所述光源(116，606)的所述發光表面(118)之間，并且所述第一光轉換兀件(112,212,604)和所述第二光轉換兀件(110,210，252，462，602)之間存在間隙(111，202)。
2.根據權利要求1所述 的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中 如果周圍光線(150)入射在所述光出射窗口(102)上，則所述第一光轉換元件(112，212,604)具有周圍光線入射于其上的第一表面， 如果周圍光線(150)入射在所述光出射窗口(102)上，則所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)具有周圍光線入射于其上的第二表面，并且 所述第一表面小于所述第二表面。
3.根據權利要求1或2所述的磷光體增強照明設、備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中所述第一光轉換元件(112,212,604)位于所述光源(116，606)附近。
4.根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中所述第一光轉換元件(112,212,604)布置在所述光源(116,606)的所述發光表面(118)上。
5.根據權利要求4所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中 所述光源(116,606)是發出藍色光的發光二極管， 所述無機發光材料是發黃色或黃綠色光的無機磷光體，并且 在操作中作為源光線(114)和所述第一顏色的光線(104)的組合的、穿過所述光出射窗口的發光具有高于10000K的相關色溫并且在接近于或處于色空間的黑體線上的色空間中具有色點。
6.根據權利要求4或5所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中所述光源(116,606)與所述第一光轉換元件(112,212,604)布置于其上的所述發光表面(118)的組合具有大于80%的光學封裝效率。
7.根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中 所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)具有第二折射率，并且 形成所述間隙(111，202)的材料具有小于所述第二折射率的第一折射率。
8.根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)布置在所述光出射窗口(102)處，或者其中所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)形成所述光出射窗口(102)。
9.根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中所述光源(116，606)是固態發光器。
10.根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中所述第一光轉換元件(112，212,604)和所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)中的至少一個為層。。
11.根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，其中所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)包括第二有機發光材料，所述第二有機發光材料被配置為吸收所述源光線(114)的一部分和/或吸收所述第一顏色的光線(104)的一部分和/或吸收所述第二顏色的光線(108)的一部分，并且所述第二有機發光材料被配置 為將所吸收光線的一部分轉換為第三顏色的光線。
12.根據權利要求11所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662) ，其中所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)是包括第一層(254)和第二層(256)的層的堆疊，所述第一層(254)包括所述第一有機發光材料且并不包括所述第二有機發光材料，以及所述第二層(256)包括所述第二有機發光材料且并不包括所述第一有機發光材料。
13.根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，包括散射層(432)或者所述第二光轉換元件(110，210，252，462，602)包括散射顆粒，其中所述散射層(432)光學布置在所述光出射窗口(102)和所述第二光轉換元件(110,210,252,462,602)之間。
14.一種翻新燈泡(600，610)或燈管出30，640)，其包括根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)。
15.一種燈具出60)，其包括根據權利要求1所述的磷光體增強照明設備(100，200，250，300，350，400，430，460，500，550，612，662)，或者包括根據權利要求14所述的翻新燈泡(600,610)或燈管(630，640)。
【文檔編號】H01L33/50GK103503179SQ201280021948
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月17日 優先權日:2011年5月6日
【發明者】R·A·M·希克梅特, T·范博梅爾 申請人:皇家飛利浦有限公司