CN103959490B - 用于固态发光装置及灯的光致发光波长转换组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于发光装置的波长转换组件包括：至少一种光致发光材料；及光散射材料。所述光散射材料具有经选择使得所述光散射材料将散射的来自辐射源的激发光相对多于所述光散射材料将散射的由所述至少一种光致发光材料产生的光的平均颗粒大小。光散射材料的使用可减少所述光致发光材料的使用且可改进所述组件的关断状态外观。

Description

用于固态发光装置及灯的光致发光波长转换组件
技术领域
本发明涉及使用远程定位的波长转换组件来产生所要色彩的光的固态发光装置及灯。
背景技术
白色发光LED(白色“LED”)是已知的且为相对近期的创新。直到已开发出在电磁光谱的蓝色/紫外部分中发射的LED，开发基于LED的白色光源才变得实际。举例来说，如US5,998,925中所教示，白色LED包含一或多种光致发光材料(例如磷光体材料)，其吸收由所述LED发射的辐射的一部分并重新发射不同色彩(波长)的光。通常，LED芯片或裸片产生蓝色光，且所述磷光体吸收一定百分比的蓝色光并重新发射黄色光或绿色光与红色光、绿色光与黄色光、绿色光与橙色光或黄色光与红色光的组合。由所述LED产生的蓝色光的未被所述磷光体材料吸收的部分与由所述磷光体发射的光组合，以提供在眼睛看来在色彩上接近为白色的光。或者，所述LED芯片或裸片可产生紫外(UV)光，其中磷光体吸收所述UV光以重新发射在人眼看来为白色的不同色彩的光致发光光的组合。
高亮度白色LED由于其长操作寿命预期(＞50,000小时)及高发光效率(70流明/瓦特及更高)而正日益用于替换常规荧光光源、紧凑型荧光光源及白炽光源。
通常，将磷光体材料与例如硅酮或环氧树脂材料的透光材料混合，且将混合物施加到LED裸片的发光表面。还已知将磷光体材料作为一层提供于远离LED裸片定位的光学组件(磷光体波长转换组件)上，或将所述磷光体材料并入于所述光学组件内(“远程磷光体”LED装置)。
远程磷光体装置的一个问题是装置在其关断状态中的非白色外观。在LED装置的接通状态期间，LED芯片或裸片产生蓝色光，且磷光体吸收一定百分比的蓝色光且重新发射黄色光或绿色光与红色光、绿色光与黄色光、绿色光与橙色光或黄色光与红色光的组合。由所述LED产生的蓝色光的未被所述磷光体吸收的部分与由所述磷光体发射的光组合，以提供在人眼看来在色彩上接近为白色的光。然而，对于处于其关断状态中的远程磷光体装置，原本将由处于接通状态中的LED产生的蓝色光的缺失致使所述装置具有淡黄色、黄-绿色或橙色外观。此类装置的寻求白色外观的光的潜在消费者或购买者可因市场上的此类装置的淡黄色、黄-橙色或橙色外观而相当困惑，因为商店货架上的装置处于其关断状态中。此对于潜在消费者来说可为令人不愉快或不合意的，且因此导致向目标客户的销售的损失。
远程磷光体装置的另一问题可为所发射光的色彩随着发射角度的变化。特定来说，当从不同角度观看时，此类装置遭受可感知的色彩不均匀性。此类视觉上明显的色彩差异对于许多商业用途来说为不可接受的，特别是对于通常采用LED照明装置的高端照明来说。
使用磷光体材料的又一问题是，其为相对昂贵的且因此对应于用于制作基于磷光体的LED装置的成本的显著部分。对于非远程磷光体装置，通常将LED灯中的磷光体材料通常与例如硅酮或环氧树脂材料的透光材料混合且将混合物直接施加到LED裸片的发光表面。此产生直接放置于LED裸片上的相对小的磷光体材料层，然而，此层的制作部分地由于磷光体材料的显著成本而仍为昂贵的。与非远程磷光体装置相比，远程磷光体装置通常使用大得多的磷光体材料层。由于其较大的大小，通常需要更大量的磷光体来制造此类远程磷光体LED装置。因此，成本也对应地更大以提供此类远程磷光体LED装置所需要的增加的磷光体材料量。
因此，需要用以实施维持装置的所要色彩性质但不需要在先前方法中所需的大量光致发光材料(例如，磷光体材料)的LED照明设备的经改进方法。另外，需要一种用以实施LED照明设备的解决所发射光的色彩随着发射角度的可感知变化的问题且还解决LED照明设备在处于关断状态中时的非白色外观的问题的经改进方法。
发明内容
本发明的实施例涉及包括可操作以产生激发辐射(通常为蓝色光)的一或多个固态光源(通常为LED)及含有可操作以将所述激发辐射的至少一部分转换为不同波长的光的一或多种可激发光致发光材料(例如，磷光体材料)的远程波长转换组件的发光装置及灯。当使用蓝色光辐射源时，装置的发射产物包括由所述源及波长转换组件产生的经组合光且通常经配置以在色彩上看起来为白色。当使用UV源时，波长转换组件可包含蓝色波长转换组件及黄色波长转换组件，其中这些组件的输出组合以形成发射产物。波长转换组件包括透光衬底(例如聚合物或玻璃)，其具有包括可激发光致发光材料(例如磷光体)的颗粒的波长转换层及包括光衍射材料(例如二氧化钛)的颗粒的光漫射层。根据本发明的一些实施例，所述波长转换及光漫射层彼此直接接触且优选地通过丝网印刷或狭缝型挤压式涂覆来沉积。如本文中所使用，“直接接触”意指不存在介入层或气隙。
此方法的一个益处为，通过选择光衍射材料的适当颗粒大小及每单位面积的浓度，获得LED装置在其关断状态中的白色外观的改进。另一益处为对来自LED装置的所发射光针对在与发射轴成±60°范围内的发射角度的色彩均匀性的改进。此外，具有光衍射材料的适当颗粒大小及每单位面积浓度的光漫射层的使用可实质上减少产生选定色彩的所发射光所需的磷光体材料量，因为所述光漫射层通过将光引导回到所述波长转换层中而增加光子将导致产生光致发光光的概率。因此，包含与波长转换层直接接触的漫射层可减少产生给定色彩发射产物所需的磷光体材料量，例如，减少最高达40％。在一个实施例中，光衍射材料的颗粒大小经选择使得所散射的由源产生的激发辐射多于由一或多种磷光体材料产生的光。
根据本发明的一些实施例，一种用于发光装置的波长转换组件包括：至少一种光致发光材料；及光散射材料，其中所述光散射材料具有经选择使得所述光散射材料将散射的来自辐射源的激发光相对多于所述光散射材料将散射的由所述至少一种光致发光材料产生的光的平均颗粒大小。优选地，所述激发光包括蓝色光。或者，所述激发光可包括紫外光。优选地，所述光散射材料散射的所述激发光多达由所述至少一种光致发光材料产生的光的至少两倍。在所述激发光包括蓝色光的情况下，所述光散射材料有利地具有小于约150nm的平均颗粒大小。
所述光散射材料有利地包括二氧化钛、硫酸钡、氧化镁、二氧化硅或氧化铝。
在一些实施例中，所述至少一种光致发光材料位于波长转换层中且所述光散射材料位于漫射层中。优选地，所述波长转换层与所述光漫射层彼此直接接触以最小化各层之间的光学损耗。
通常，所述波长转换层包括至少一种磷光体材料与透光粘结剂的混合物，且所述光漫射层包括所述光散射材料与所述透光粘结剂的混合物。为了最小化光学损耗，针对两个层使用相同透光材料。所述透光粘结剂可包括可固化液态聚合物，例如聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸系物、环氧树脂、硅酮或氟化聚合物。所述波长转换及光漫射层是使用选自由以下各项组成的群组的方法沉积的：丝网印刷、狭缝型挤压式涂覆、旋转涂覆、滚筒涂覆、泄降式涂覆及刮刀涂布。
为了减少所发射光色彩随着发射角度的变化，光衍射材料对粘结剂的重量载荷在范围7％到35％中且更优选地在范围10％到20％中。
在一些实施例中，所述波长转换层及所述光漫射层为实质上平面的。在其它实施例中，波长转换层及/或光漫射层可为3维的且包括穹顶或细长穹顶形状。在又一些实施例中，所述光漫射层包括中空3维形状且所述波长转换层填充在所述穹顶或细长穹顶形状下方形成的体积。
为了减少光致发光材料使用，所述至少一种光致发光材料及所述光散射材料位于波长转换层中。
所述光散射材料有利地具有在范围1μm到50μm中且优选地在范围10μm到20μm中的平均颗粒大小。
在一些实施例中，所述至少一种光致发光材料被沉积到透光衬底上。在其它实施例中，所述至少一种光致发光材料可并入于所述透光衬底内且遍及所述衬底的体积均质地分布。所述透光衬底可包括聚合物，例如聚碳酸酯或丙烯酸系物或玻璃材料。
根据本发明的另一实施例，一种发光装置包括：至少一个固态发光器，其可操作以产生激发光；至少一种光致发光材料；及光散射材料，其中所述光散射材料具有经选择使得所述光散射材料将散射的来自辐射源的激发光相对多于所述光散射材料将散射的由所述至少一种光致发光材料产生的光的平均颗粒大小。
在优选实施例中，所述光散射材料的平均颗粒大小经选择以改进发光装置的关断状态白色外观。或者及/或另外，所述光散射材料的平均颗粒大小可经选择以针对在与发射轴成±60°范围内的发射角度获得来自发光装置的所发射光的实质上均匀色彩。
在一些实施例中，所述光散射材料对粘结剂的重量载荷在范围7％到35％中且优选地在范围10％到20％中。
在激发光包括蓝色光的情况下，所述光散射材料有利地经选择使得其散射的蓝色光多达由所述至少一种光致发光材料产生的光的至少两倍。通常，在此装置中，所述光散射材料具有小于约150nm的平均颗粒大小。
根据本发明的一些实施例，一种用于包括至少一个发光固态辐射源的发光装置的波长转换组件包括透光衬底，所述透光衬底具有包括至少一种光致发光材料的颗粒的波长转换层及包括光衍射材料的颗粒的光漫射层；且其中所述层彼此直接接触。优选地，所述波长转换层包括至少一种磷光体材料与透光粘结剂的混合物，而所述光漫射层包括所述光衍射材料与透光粘结剂的混合物。为了最小化所述层的界面处的光学损耗，优选地所述层包括相同透射粘结剂。所述粘结剂可包括可固化液态聚合物，例如聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸系物、环氧树脂、硅酮或氟化聚合物。所述粘结剂优选地为UV可固化或热可固化的。
为了减少所发射光色彩随着发射角度的变化，光衍射材料对粘结剂的重量载荷在范围7％到35％中且更优选地在范围10％到20％中。所述波长转换及光漫射层优选地通过丝网印刷来沉积，但其可使用其它沉积技术来沉积，例如旋转涂覆或刮刀涂布。所述光衍射材料优选地包括二氧化钛(TiO2)，但其可包括其它材料，例如硫酸钡(BaSO4)、氧化镁(MgO)、二氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)。
在一种布置中，所述光衍射材料具有在范围1μm到50μm中且更优选地在范围10μm到20μm中的平均颗粒大小。在其它布置中，所述光衍射材料具有经选择使得所述颗粒将散射的激发辐射相对多于其将散射的由所述至少一种光致发光材料产生的光的颗粒大小。举例来说，对于蓝色光辐射源，所述光衍射颗粒大小可经选择使得所述颗粒将散射的蓝色光相对多达其将散射的由所述至少一种磷光体材料产生的光的至少两倍。此光漫射层确保光衍射材料将散射从波长转换层发射的较高比例的蓝色光并将其引导回到波长转换层中，从而增加光子与磷光体材料颗粒相互作用且导致产生光致发光光的概率。同时，磷光体产生的光可以被散射的较低概率通过所述漫射层。由于漫射层增加蓝色光子与磷光体材料颗粒相互作用的概率，因此可使用较少磷光体材料来产生选定发射色彩。此布置还可增加波长转换组件/装置的发光效率。优选地，在激发辐射包括蓝色光的情况下，所述光衍射材料具有小于约150nm的平均颗粒大小。当激发辐射包括UV光时，光衍射材料可具有小于约100nm的平均颗粒大小。
所述透光衬底可包括可实质上透射可见光(380nm到740nm)的任何材料且通常包括例如聚碳酸酯或丙烯酸系物的聚合物材料。或者，所述衬底可包括玻璃。
具有由与磷光体材料所产生的波长的光相比优先散射对应于由LED产生的波长的光的光衍射颗粒构成的光漫射层的波长转换组件的概念被独立地视为发明性的。根据本发明的另一方面，一种用于包括至少一个蓝色发光固态光源的发光装置的波长转换组件包括包括至少一种磷光体材料的颗粒的波长层及包括光衍射材料的颗粒的光漫射层；其中光衍射颗粒大小经选择使得颗粒将散射的激发辐射相对多于其将散射的由所述至少一种磷光体材料产生的光。
为了增加由装置产生的光的CRI(显色指数)，所述装置可进一步包括可操作以产生红色光的至少一个固态光源。
根据本发明的进一步实施例，用于发光装置的波长转换组件包括：光漫射层，包括光散射材料的颗粒，其中所述光漫射层具有带有界定内部体积的内表面的形状；波长转换层，其包括在所述内部体积内的至少一种光致发光材料的颗粒。所述组件有利地包括穹顶形状或细长穹顶形状。
在一些实施例中，所述波长转换层实质上填充光漫射层的形状的内部体积。或者，所述波长转换层包括与所述光漫射层相同的形状。
与本发明的其它实施例一样，所述波长转换层包括至少一种磷光体材料与透光粘结剂的混合物，且所述光漫射层包括所述光散射材料与相同透光粘结剂的混合物。
为了减少光致发光材料的使用，所述波长转换层可进一步包括第二光散射材料。所述光散射材料及所述第二光散射材料可具有不同材料性质。或者，两种材料可包括相同材料。
所述透光粘结剂可包括可固化液态聚合物，例如聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸系物、环氧树脂、硅酮或氟化聚合物。
光散射材料对粘结剂的重量载荷在范围7％到35％中且优选地在范围10％到20％中。
所述光散射材料优选地具有在范围1μm到50μm中且有利地在范围10μm到20μm中的平均颗粒大小。
可使用例如真空模制或注射模制工艺的模制工艺来形成光漫射层。所述波长转换层可使用模制工艺形成到漫射层上或通过将磷光体材料与粘结剂材料一起沉积到光漫射层的内部体积中来形成。
所述光散射材料优选地包括二氧化钛、硫酸钡、氧化镁、二氧化硅或氧化铝。优选地，所述光散射材料具有经选择使得所述光散射材料将散射的激发光相对多于所述光散射材料将散射的由至少一种光致发光材料产生的光的平均颗粒大小。在优选实施例中，所述光散射材料散射的激发光多达由至少一种光致发光材料产生的光的至少两倍。在激发光包括蓝色光的情况下，所述光散射材料优选地具有小于约150nm的平均颗粒大小。或者，在激发光包括紫外光的情况下，所述光散射材料优选地具有小于约100nm的平均颗粒大小。
根据本发明的其它实施例，一种发光装置包括：至少一个固态发光器，其可操作以产生激发光；光漫射层，其包括光散射材料的颗粒，其中所述光漫射层具有带有界定内部体积的内表面的形状；波长转换层，其包括在所述内部体积内的可由所述激发光激发的至少一种光致发光材料的颗粒。
有利地，所述光漫射层内的光散射材料对应于改进发光装置的关断状态白色外观的平均颗粒大小。
以下在详细描述、图式及所附权利要求书中描述本发明的方面、目标及优点的进一步细节。前述一般描述及以下详细描述两者均为示范性及解释性的，且不打算限制本发明的范围。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将参考附图仅以实例的方式描述根据本发明的基于LED的发光装置及磷光体波长转换组件，在附图中相似参考编号用于表示相似部件，且其中：
图1展示根据本发明的实施例的固态发光装置的示意性部分剖视平面图及截面图；
图2是根据本发明的实施例的磷光体波长转换组件的示意图；
图3是根据本发明的另一实施例的磷光体波长转换组件的示意图；
图4展示针对图1的装置对于含有光衍射材料的0％、7％、12％、16％、23％及35％重量载荷的磷光体波长转换组件的发射色彩改变对发射角度的曲线图；
图5是针对图1的装置在发射角度θ＝60°下的发光效率(经正规化)对发射色彩改变的曲线图；
图6展示根据本发明针对暖白色(≈3000K)固态发光装置对于含有光衍射材料的不同0％、10％、15％及20％重量载荷的波长转换组件的发射色彩改变对发射角度的曲线图；
图7是针对暖白色发光装置对于含有光衍射材料的不同0％、10％、15％及20％重量载荷的波长转换组件在发射角度θ＝60°下的发光效率(经正规化)对发射色彩改变的曲线图；
图8是1931C.I.E.(国际照明委员会)色度图，其展示针对暖白色发光装置对于含有光衍射材料的0％、10％、15％及20％重量载荷的波长转换组件在发射角度θ＝0°、15°、30°、45°及60°下的发射色彩；
图9展示根据本发明的另一实施例的高CRI固态发光装置的示意性部分剖视平面图及截面图；
图10展示针对红色、绿色及蓝色光的相对光散射对光衍射颗粒大小(nm)的曲线图。
图11是图解说明已知发光装置的操作原理的示意图；
图12是图解说明根据本发明的实施例具有与磷光体颗粒混合的散射颗粒的发光装置的操作原理的示意图；
图13是针对根据本发明的基于LED的发光装置的对于光反射材料的不同重量百分比载荷的发射强度对色度CIE x的曲线图；
图14是图解说明根据本发明的实施例在波长转换层及漫射层两者内具有散射颗粒的发光装置的示意图；
图15及16分别图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的透视图及横截面图；
图17是图解说明根据本发明的实施例具有形成为穹顶形壳层的漫射层的发光装置的示意图，其中波长转换层形成所述穹顶形漫射层的内部表面上的内层；
图18是图解说明根据本发明的实施例具有形成为穹顶形壳层的漫射层的发光装置的示意图，其中波长转换层实质上填充由所述穹顶形漫射层的内部表面形成的内部体积；
图19是图解说明根据本发明的实施例具有形成为穹顶形壳层的漫射层的发光装置的示意图，其中具有散射颗粒的波长转换层实质上填充由所述穹顶形漫射层的内部表面形成的内部体积；
图20A、20B及20C图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的实例；
图21A、21B及21C图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的另一实例；
图22图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的另一实例；
图23A及23B图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的另一实例；且
图24图解说明根据一些实施例的波长转换组件的另一应用的透视图。
具体实施方式
本发明的一些实施例针对于包括可操作以产生激发光(通常为蓝色或UV)的一或多个固态发光器(通常为LED)的发光装置，所述激发光用以激发含有光致发光材料(例如，磷光体材料)(例如蓝色光可激发磷光体材料或UV可激发磷光体材料)的颗粒的波长转换组件。另外，所述波长转换组件包括光漫射层，其包括光衍射材料(本文中也称为“光散射材料”)的颗粒。此布置的一个益处为，通过选择光衍射材料的适当颗粒大小及每单位面积的浓度，可制作具有随着在与发射轴成±60°范围内的发射角度几乎均匀的发射产物色彩的装置。此外，光漫射层的使用可实质上减少产生选定色彩的所发射光所需的磷光体材料量。另外，所述光漫射层可显著改进发光装置在其关断状态中的白色外观。
仅出于图解说明的目的，以下描述是参考具体体现为磷光体材料的光致发光材料而做出的。然而，本发明适用于任何类型的光致发光材料，例如磷光体材料或量子点。量子点为其激子在所有三个空间维度上受局限的一部分物质(例如，半导体)，其可由辐射能量激发以发射特定波长或波长范围的光。另外，以下描述是参考具体体现为蓝色光源的辐射源而做出的。然而，本发明适用于任何类型的辐射源，包含蓝色光源及UV光源。
现在将参考图1描述根据本发明的实施例的固态发光装置10，其展示所述装置的示意性部分剖视平面图及截面图。装置10经配置以产生具有大致3000K的CCT(相关色温)及大致1000流明的发光通量的暖白色光。
装置10包括中空圆柱形主体12，所述中空圆柱形主体由圆盘形底座14、中空圆柱形壁部分16及可拆卸环形顶部18构成。为了帮助热量耗散，底座14优选地由铝、铝合金或具有高导热率(优选地≥200Wm-1K-1)的任何材料(例如铜、镁合金或装载有金属的塑料材料)制作。为了低成本生产，壁16及顶部18优选地由例如HDPP(高密度聚丙烯)、耐纶或PMA(聚丙烯酸甲酯)的热塑性材料制作。或者，其可由例如铝或铝合金的导热材料制作。如图1中所指示，底座14可通过螺丝或螺栓20或通过其它紧固件或借助于粘合剂附接到壁部分16。如图1中进一步展示，顶部18可使用卡口型架座可拆卸地安装到壁部分16，其中径向延伸的凸片22啮合于顶部18中的对应环形凹槽中。
装置10进一步包括多个(在所图解说明的实例中，4个)蓝色发光LED24(蓝色LED)，其经安装而与圆形MCPCB(金属芯印刷电路板)26热连通。蓝色LED24可包括来自加利福尼亚州佛利蒙市英特美公司(Intematix Corporation of Fremont，California)的4.8WCetusTM C1109陶瓷上芯片装置，其中每一装置包括配置为矩形阵列3行×4列的十二个0.4W基于GaN(基于氮化镓)的蓝色LED芯片的陶瓷封装阵列。每一蓝色LED24可操作以产生具有在波长范围400nm到480nm(通常为450nm到470nm)中的峰值波长λ1的蓝色光28。如已知，MCPCB包括由金属芯底座(通常为铝)、导热/电绝缘电介质层及用于以所要电路配置电连接电组件的铜电路层构成的分层结构。MCPCB26的金属芯底座借助于导热化合物(例如，含有标准散热化合物的粘合剂，所述标准散热化合物含有氧化铍或氮化铝)与底座14热连通地安装。如图1中所展示，可使用螺丝或螺栓30将MCPCB附接到底座。
为了最大化光的发射，装置10可进一步包括光反射表面32、34，其分别覆盖MCPCB26的面及顶部18的内弯曲表面。通常，光反射表面32、34可包括高光反射薄片材料，例如来自美国伊利诺斯州奈尔斯市的A.L.P.照明组件公司(A.L.P.lighting Components，Inc ofNiles，Illinois，USA)的WhiteOpticsTM“White97”(基于高密度聚乙烯纤维的复合膜)。如图1中所指示，可使用所述材料的圆盘32来覆盖MCPCB的面，且光反射材料条带配置为插入于外壳中且经配置以覆盖外壳壁部分16的内表面的圆柱形套筒34。
装置10进一步包括磷光体波长转换组件36，其可操作以吸收一定比例的由LED24产生的蓝色光28(λ1)，并通过光致发光过程36将其转换为不同波长(λ2)的光38。装置10的发射产物40包括由LED24及磷光体波长转换组件36产生的波长λ1、λ2的组合光。所述波长转换组件远离LED24定位，且与所述LED空间上分离通常至少1cm的距离d。在此专利说明书中，“远程地”及“远程”意指呈间隔或分离关系。波长转换组件36经配置以完全覆盖外壳12的开口，使得由灯发射的所有光均通过组件36。如所展示，波长转换组件36可使用顶部18可拆卸地安装到壁部分16的顶部，从而使得能够易于改变灯的组件及发射色彩。
如图2中所展示，波长转换组件36依序包括透光衬底42、含有光衍射颗粒的光漫射层44及含有一或多种光致发光(例如，磷光体)材料的波长转换层46。如在图2中可见，波长转换组件36经配置使得在操作中波长转换层46面向LED。
透光衬底42可为实质上可透射在波长范围380nm到740nm中的光的任何材料，且可包括透光聚合物，例如聚碳酸酯或丙烯酸系物或例如硼硅酸盐玻璃的玻璃。对于图1的灯10，衬底42包括直径及厚度t1(其通常为0.5mm到3mm)的平面圆盘。在其它实施例中，衬底可包括其它几何形状，例如凸或凹的形式，例如穹形或圆柱形。
漫射层44包括光衍射材料(优选地，二氧化钛(TiO2))的颗粒的均匀厚度层。在替代布置中，所述光衍射材料可包括硫酸钡(BaSO4)、氧化镁(MgO)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)或具有尽可能高的反射率(通常为0.9或更高的反射比)的粉末状材料。将光衍射材料粉末与透光液态粘结剂材料以已知比例充分混合以形成悬浮液且优选地通过丝网印刷将所得混合物沉积到衬底42的面上以形成覆盖衬底的整个面的均匀厚度t2(通常在范围10μm到75μm中)层。光漫射层44中每单位面积的光衍射材料量将通常在范围10μg.cm-2到5mg.cm-2中。
尽管丝网印刷为用于沉积光衍射漫射层44的优选方法，但其可使用其它技术来沉积，例如狭缝型挤压式涂覆、旋转涂覆、滚筒涂覆、泄降式涂覆或刮刀涂布。所述粘结剂材料可包括可固化液态聚合物，例如聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸系物、环氧树脂(聚环氧化物)、硅酮或氟化聚合物。重要地，粘结剂材料在其固化状态中实质上可透射由磷光体材料及LED24产生的所有波长的光，且优选地具有在可见光谱(380nm到800nm)内至少0.9的透射比。粘结剂材料优选地为U.V.可固化的，但其可为热可固化的、基于溶剂的或其组合。U.V.可固化或热可固化粘结剂可为优选的，因为不同于基于溶剂的材料，其在聚合作用期间不会“排气”。在一种布置中，光衍射材料的平均颗粒大小在范围5μm到15μm中，但如将描述，其可在纳米范围(nm)中且有利地在范围100nm到150nm中。光衍射材料对液态粘结剂的重量百分比载荷通常在范围7％到35％中。
波长转换层46经沉积而与光漫射层44直接接触且无任何介入层或气隙。将呈粉末形式的磷光体材料与液态透光粘结剂材料以已知比例充分混合以形成悬浮液且将所得磷光体组合物“磷光体油墨”直接沉积到漫射层44上。所述波长转换层优选地通过丝网印刷来沉积，但可使用其它沉积技术，例如狭缝型挤压式涂覆、旋转涂覆或刮刀涂布。为了消除波长转换层46与漫射层44之间的光学界面且为了最大化光在各层之间的透射，优选地使用相同液态粘结剂材料来制作两个层；即，聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸系物、环氧树脂、硅酮或氟化聚合物。
磷光体波长转换层46优选地通过丝网印刷来沉积，但可使用其它沉积技术，例如狭缝型挤压式涂覆、旋转涂覆、滚筒涂覆、泄降式涂覆或刮刀涂布。粘结剂材料优选地为U.V.可固化的或热可固化的，而非基于溶剂的。当溶剂蒸发某体积时，且组合物的粘度将改变且此可导致较高浓度的磷光体材料，这将影响装置的发射产物色彩。在U.V.可固化聚合物的情况下，粘度及固体比率在沉积过程期间较稳定，其中U.V.固化用以在完成沉积之后使层聚合及凝固。此外，由于在磷光体油墨的丝网印刷的情况中，可需要多遍次印刷来实现所需的层厚度，因此U.V.可固化粘结剂的使用为优选的，因为每一层可在印刷之后于下一层的印刷之前几乎立即固化。
由波长转换组件产生的发射产物的色彩取决于波长转换层46中的磷光体材料组成及每单位面积的磷光体材料量。将了解，每单位面积的磷光体材料量取决于波长转换层46的厚度t3及磷光体油墨中磷光体材料对粘结剂的重量载荷。在其中发射产物为白色的应用中，或在其中发射产物具有高饱和度色彩(即，发射产物包括实质上所有光致发光产生的光)的应用中，波长转换层46中每单位面积的磷光体材料量将通常在10mg.cm-2与40mg.cm-2之间。为了使得能够在最小数目个印刷遍次中印刷波长转换层46，磷光体油墨优选地具有尽可能高的磷光体材料对粘结剂材料的固体载荷，且优选地具有在范围40％到75％中的磷光体材料对粘结剂的重量载荷。对于在约40％以下的重量载荷，发现可必需五个或五个以上印刷遍次来实现每单位面积的所需磷光体材料。所述磷光体材料包括具有10μm到20μm且通常约15μm的平均颗粒大小的颗粒。
在一般照明应用中，发射产物40将通常为白色光，且磷光体材料可包括一或多种蓝色光可激发磷光体材料，其发射绿色(510nm到550nm)、黄-绿色(550nm到570nm)、黄色(570nm到590nm)、橙色(590nm到630nm)或红色(630nm到740nm)光。波长转换层的厚度t3、磷光体材料组成及每单位面积的磷光体材料的密度(重量载荷)将确定由灯发射的光的色彩。
所述磷光体材料可包括无机或有机磷光体，例如大体组成为A3Si(OD)5或A2Si(OD)4的基于硅酸盐的磷光体，其中Si为硅，O为氧，A包括锶(Sr)、钡(Ba)、镁(Mg)或钙(Ca)，且D包括氯(Cl)、氟(F)、氮(N)或硫(S)。基于硅酸盐的磷光体的实例揭示于美国专利US7,575,697B2“基于硅酸盐的绿色磷光体(Silicate-based green phosphors)”、US7,601,276B2“两相基于硅酸盐的黄色磷光体(Two phase silicate-based yellow phosphors)”、US7,655,156B2“基于硅酸盐的橙色磷光体(Silicate-based orange phosphors)”及US7,311,858B2“基于硅酸盐的黄-绿色磷光体(Silicate-based yellow-green phosphors)”中。所述磷光体还可包括：基于铝酸盐的材料，例如共同待决的专利申请案US2006/0158090A1“新颖的基于铝酸盐的绿色磷光体(Novel aluminate-based green phosphors)”及专利US7,390,437B2“基于铝酸盐的蓝色磷光体(Aluminate-based blue phosphors)”中所教示；硅酸铝磷光体，如共同待决的申请案US2008/0111472A1“硅酸铝橙-红色绿光体（Aluminum-silicate orange-red phosphor)”中所教示；或基于氮化物的红色磷光体材料，例如共同待决的美国专利申请案US2009/0283721A1“基于氮化物的红色磷光体(Nitride-based red phosphors)”及国际专利申请案WO2010/074963A1“基于氮化物的在RGB(红色-绿色-蓝色)中发射红色的照明系统(Nitride-based red-emitting in RGB（red-green-blue)lighting systems)”中所教示。将了解，所述磷光体材料并不限于所描述的实例，且可包括任何磷光体材料，包含氮化物及/或硫酸盐磷光体材料、氧氮化物及含氧硫酸盐磷光体或石榴石材料(YAG)。
图3中图解说明根据本发明的磷光体波长转换组件36的另一实例。与图2的波长转换组件一样，所述组件包括透光衬底42、光漫射层44及波长转换层46。根据本发明，光漫射层44及波长转换层46经沉积而彼此直接接触。再次，在操作中，所述波长转换组件经配置使得光漫射层44面向LED24。
在操作中，由LED24产生的蓝色光28行进穿过波长转换层46直到其撞击磷光体材料的颗粒为止。据信，平均上光子与磷光体材料颗粒的相互作用的低至1/1000导致光致发光光38的吸收及产生。光子与磷光体颗粒的相互作用的大部分(约99.9％)导致光子的散射。由于散射过程的各向同性性质，平均上光子的一半将沿往回朝向LED的方向散射。测试指示，通常总入射蓝色光28的约10％从波长转换组件36沿往回朝向LED的方向散射及发射。对于冷白色发光装置，磷光体材料的量经选择以允许总入射蓝色光的大致10％从波长转换组件发射并贡献于由观察者21观看的发射产物40。入射光的大部分(大致80％)由磷光体材料吸收且作为光致发光光38重新发射。由于光致发光光产生的各向同性性质，由磷光体材料产生的光38的大致一半将沿朝向LED的方向发射。因此，总入射光的仅最高达约40％将作为波长λ2的光38发射并贡献于发射产物38，其中总入射光的剩余部分(最高达约40％)作为波长λ2的光38沿往回朝向LED的方向发射。从波长转换组件36朝向LED发射的光由光衍射表面32、34重新引导以贡献于发射产物且增加装置的总体效率。
与常规LED照明装置相关联的通过解决本发明的实施例的一个问题是装置在关断状态中的非白色外观。如所论述，在接通状态期间，LED芯片或裸片产生蓝色光且此后所述蓝色光的某一部分由磷光体吸收以重新发射黄色光(或绿色与红色光、绿色与黄色光、绿色与橙色光或黄色与红色光的组合)。由所述LED产生的蓝色光的未被所述磷光体吸收的部分与由所述磷光体发射的光组合，以提供在人眼看来在色彩上接近为白色的光。
然而，在关断状态中，LED芯片或裸片不产生任何蓝色光。而是，由远程磷光体照明设备产生的光至少部分地基于外部光（例如，太阳光或室内光)，所述外部光激发波长转换组件中的磷光体材料且因此在光致发光光中产生淡黄色、黄-橙色或橙色。由于LED芯片或裸片未产生任何蓝色光，因此此意味着将不存在与来自波长转换组件的光致发光光的黄色/橙色光组合以产生白色外观光的任何残余蓝色光。因此，照明装置将看起来在色彩上为淡黄色、黄-橙色或橙色。此对于正寻求白色外观光的潜在购买者或顾客来说可为不合意的。
根据一些实施例，光漫射层44提供通过改进装置在关断状态中对于观察者21的视觉外观而解决此问题的额外益处。部分地，这是因为光漫射层44包含光衍射材料的颗粒，其可实质上减少原本将致使波长转换组件重新发射具有淡黄色/橙色的波长的光的外部激发光的通过。
举例来说，光漫射层44中的光衍射材料的颗粒经选择而具有增加其散射蓝色光的概率的大小范围，此意味着较少的外部蓝色光通过光漫射层44以激发波长转换层46。因此，远程磷光体照明设备在关断状态中将具有较多的白色外观，因为波长转换组件发射较少的黄色/红色光。
光衍射颗粒大小可经选择使得颗粒将散射的蓝色光相对多达其将散射的由磷光体材料产生的光的至少两倍。此光漫射层44确保在关断状态期间，光衍射材料将散射由装置接收的较高比例的外部蓝色光并将其远离波长转换层46引导，从而降低外部始发的光子与磷光体材料颗粒相互作用的概率且最小化淡黄色/橙色光致发光光的产生。然而，在接通状态期间，由来自LED光源的激发光导致的磷光体产生的光却可以被散射的较低概率通过漫射层44。优选地，为了增强照明装置在关断状态中的白色外观，光漫射层44内的光衍射材料为具有小于约150nm的平均颗粒大小的“纳米颗粒”。对于发射具有其它色彩的光的光源，所述纳米颗粒可对应于其它平均大小。举例来说，用于UV光源的光漫射层44内的光衍射材料可具有小于约100nm的平均颗粒大小。
因此，通过对光散射材料的平均颗粒大小的适当选择，可配置光漫射层使得其相比于如由光致发光材料发射的其它色彩(即，绿色及红色)更容易散射激发光(例如，蓝色光)。图10展示针对红色、绿色及蓝色光的相对光散射对TiO2平均颗粒大小(nm)的曲线图。如从图10可见，具有100nm到150nm的平均颗粒大小的TiO2颗粒可能散射的蓝色光(450nm到480nm)为其将散射的绿色光(510nm到550nm)或红色光(630nm到740nm)的两倍以上。举例来说，具有100nm的平均颗粒大小的TiO2颗粒将散射的蓝色光为其将散射的绿色或红色光的接近三倍(2.9＝0.97/0.33)。对于具有200nm的平均颗粒大小的TiO2颗粒，这些颗粒将散射的蓝色光多达其将散射的绿色或红色光的超过两倍(2.3＝1.6/0.7)。根据本发明的一些实施例，光衍射颗粒大小优选地经选择使得颗粒将散射的蓝色光相对多达由磷光体材料产生的光的至少两倍。
可通过本发明的实施例解决的远程磷光体装置的另一问题是所发射光的色彩随着发射角度的变化。特定来说，当从不同角度观看时，远程磷光体装置经常遭受可感知的色彩不均匀性。
本发明的实施例校正此问题，因为与波长转换层46直接接触的光漫射层44的添加显著地增加了所发射光的色彩随着发射角度θ的均匀性。发射角度θ是相对于发射轴48(图1)测量的。图4展示根据本发明的一些实例性实施方案针对图1的灯对于包括其中光衍射材料对粘结剂材料的百分比(％)重量载荷为0％、7％、12％、16％、23％及35％的漫射层44的波长转换组件36的所测量CIE色彩改变对发射角度θ的曲线图。所有发射色彩测量均是针对其中光漫射层包括具有平均颗粒大小≈5μm的TiO2光衍射颗粒的波长转换组件在距灯10为10m的距离处测量的。为了比较，针对TiO2的0％百分比载荷的数据对应于不包含光漫射层的波长转换组件。
从以下关系导出所测量色彩改变：
其中CIE xθ°为在发射角度θ°下的所测量CIE色度x值，CIE x0°为针对发射角度θ＝θ°的所测量CIE色度x值，CIE yθ°为在发射角度θ°下的所测量CIE色度y值，且CIE y0°为在发射角度θ＝0°下的所测量CIE色度y值。将了解，CIE改变被正规化到在发射角度θ＝0°下的光色彩(即，对于θ＝0°，CIE改变始终为0)。
如在图4中可见，对于不具有光漫射层(即，0％TiO2载荷)的波长转换组件，由此灯产生的光的色彩可针对最高达θ＝60°的发射角度更改接近0.07的CIE改变。相比之下，对于根据本发明的包含具有仅7％的TiO2的百分比重量载荷的光漫射层44的波长转换组件36，在60°范围内的发射色彩改变下降到约0.045。如从此图可见，增加TiO2的百分比重量载荷减小在60°角度范围内的发射色彩改变。举例来说，对于35％的TiO2百分比重量载荷，CIE色彩改变小于0.001。虽然随着发射角度的发射色彩改变随着TiO2载荷的增加而减小，但总的发射强度也将减小。
图5展示针对本发明的实例性实施方案对于包括其中TiO2对粘结剂材料的百分比(％)重量载荷为0％、7％、12％、16％、23％及35％的漫射层44的波长转换组件36在发射角度θ＝60°下的所测量发光效率对CIE色彩改变。相对于不包含光漫射层(即，0％TiO2载荷)的灯将发光效率值正规化。根据以下关系确定在θ＝60°下的CIE色彩改变：
其中CIE x60°为在发射角度60°下的所测量CIE色度x值，CIE x0°为针对发射角度0°的所测量CIE色度x值，CIE y60°为在发射角度60°下的所测量CIE色度y值，且CIEy0°为在发射角度0°下的所测量CIE色度y值。如从图5可见，对于具有含有TiO2的35％重量载荷的光漫射层的波长转换组件，可存在发光效率的多达25％降低。将了解，当选择光漫射层中的光衍射材料的重量载荷时，应在改进随着发射角度的发射色彩均匀性与灯的发光效率的降低之间达成平衡。根据本发明的一些实施例的波长转换组件优选地具有其中光衍射材料对粘结剂材料的百分比重量载荷在范围10％到20％中的光漫射层。
图6展示针对3000K白色发光灯10的实例性实施方案对于包括其中TiO2对粘结剂材料的百分比(％)重量载荷为0％、10％、15％及20％的漫射层44的转换组件36的所测量CIE色彩改变对发射角度θ的曲线图，而图7展示在发射角度θ＝60°下的对应所测量发光效率对CIE色彩改变。
图8是针对根据本发明的实例性3000K白色发光基于LED的灯对于含有TiO2的0％、10％、15％及20％重量载荷的波长转换组件在发射角度θ＝0°、15°、30°、45°及60°下的所发射光的色彩(CIE x，CIE y)的1931色度图。为了比较，图8还包含分别针对3500K及3000K的白色光的黑体辐射曲线及ANSI C78.377A“白色固态照明产品的色度规范”S及R四边形。每一四边形等效于大致七个麦克亚当椭圆，而每一子四边形(S02、S03、S06、S07、R02、R03、R06、R07)等效于大致四个麦克亚当椭圆。如已知，麦克亚当椭圆为色度图上的含有普通人眼21不能与椭圆的中心处的色彩区分的所有色彩的区。如从图8可见，对于不具有光漫射层(0％TiO2)的灯，发射色彩针对在范围θ＝0°到60°内的发射角度的变化为大致三个麦克亚当椭圆。对于包含具有TiO2的10％重量载荷的光漫射层的灯，发射色彩随着发射角度的变化小于两个麦克亚当椭圆，其中发光效率的对应降低为约2％(图7)。对于包含具有TiO2的15％重量载荷的光漫射层的灯，发射色彩随着发射角度的变化为大致一个麦克亚当椭圆，其中发光效率的对应降低为约5％(图7)。对于此灯，普通人21将不能够感知发射色彩随着发射角度的变化。对于包含具有TiO2的20％重量载荷的光漫射层的灯，发射色彩随着发射角度的变化小于一个麦克亚当椭圆，其中发光效率的对应降低为约9％(图7)。将了解，包含根据本发明的光漫射层44可几乎消除随着发射角度的发射色彩变化的效应，同时维持可接受的发光效率。
鉴于磷光体材料的相对昂贵的性质，本发明的实施例还可用于减少制造LED照明产品所需的磷光体材料量，借此减少制造此类产品的成本。特定来说，由光衍射材料的颗粒构成的光漫射层44的添加可实质上减少产生选定色彩的所发射光所需的磷光体材料量。此意味着，与相当的现有技术方法相比，制造波长转换组件需要相对较少的磷光体。因此，制造采用此类波长转换组件的照明设备的成本将少得多，特别是对于远程磷光体照明装置。
在操作中，漫射层44通过将光反射回到波长转换层46中而增加光子将导致产生光致发光光的概率。因此，将漫射层与波长转换层包含在一起可减少产生给定色彩发射产物所需的磷光体材料量，例如，减少最高达40％。
如先前所提及，光漫射层44可经配置使得其选择性散射的由LED产生的激发光(例如，蓝色光)多于其散射的由磷光体材料产生的光。此光漫射层44确保光衍射材料将散射从波长转换层发射的较高比例的蓝色光并将其引导回到波长转换层中，从而增加光子与磷光体材料颗粒相互作用且导致产生光致发光光的概率。同时，磷光体产生的光可以被散射的较低概率通过漫射层。由于所述漫射层增加蓝色光子与磷光体材料颗粒相互作用的概率，因此可使用较少磷光体材料来产生选定发射色彩。此布置还可增加波长转换组件/装置的发光效率。
光漫射层44可结合额外散射(或反射/衍射)颗粒用于波长转换组件中以进一步减少产生选定色彩的所发射光所需的磷光体材料量。如第13/253,031号美国申请案(其特此以其全文引用的方式并入本文中)中所揭示，波长转换组件包括并入于磷光体材料以增强所述磷光体材料的光致发光光产生的光散射材料(本文中也称为“光反射材料”)的颗粒。经增强的光产生由光反射材料增加由发光器产生的光与磷光体材料的颗粒的碰撞的数目引起。净结果是发光装置的磷光体材料使用的降低。
为了解释当前实施例的此方面，首先提供对不混合磷光体与散射颗粒的现有技术方法的解释为有帮助的。图11展示利用不具有混合于磷光体中的散射颗粒的磷光体波长转换的基于LED的发光装置的示意图。图11的已知装置包含波长转换组件，所述波长转换组件包含遍及透光粘结剂124的体积均质地分布的磷光体材料颗粒120。不同于本发明的装置，所述已知装置不包含光散射材料的颗粒。在操作中，来自LED的蓝色光126由透光粘结剂124透射直到其撞击磷光体材料的颗粒为止。据信，平均上光子与磷光体材料颗粒的相互作用的低至1/10,000导致光致发光光的吸收及产生。光子与磷光体颗粒的相互作用的大部分(约99.99％)导致光子的散射。由于散射过程的各向同性性质，平均上经散射光子的一半将沿往回朝向LED的方向。测试指示，通常总入射蓝色光的约10％是从波长转换组件沿往回朝向LED的方向散射及发射的。对于冷白色发光装置，磷光体材料的量经选择以允许总入射蓝色光的大致10％被发射穿过窗且贡献于发射产物。入射光的大部分(大致80％)由磷光体材料吸收且作为光致发光光128重新发射。由于光致发光光产生的各向同性性质，由磷光体材料产生的光128的大致一半将沿朝向LED的方向发射。因此，总入射光的最高达(↑)40％将作为波长λ2的光128发射且贡献于发射产物130，而总入射光的最高达(↑)40％将作为波长λ2的光128沿往回朝向LED的方向发射。通常，朝向LED发射的光由反射器(未展示)重新引导以增加装置的总体效率。
图12展示类似于图11的装置但另外包含光反射/散射材料的颗粒对(波长λ1及λ2的)光的反射或散射的装置的操作的示意图。通过将光反射材料的颗粒与磷光体材料包含在一起，此可减少产生给定色彩发射产物所需的磷光体材料量，例如，在一些实施例中减少最高达33％。光反射材料的颗粒增加光子撞击磷光体材料的颗粒的概率，且因此对于给定色彩的发射产物，需要较少磷光体材料。
图13是针对根据本发明的一些实施例的发光装置对于◆-0％、■-0.4％、▲-1.1％及●-2％的光反射材料的重量百分比载荷的发射强度对色度CIE x的曲线图。所述数据针对其中粘结剂材料包括UV可固化光刻透明叠印PSLC-294且磷光体材料包括英特美公司的具有15μm的平均颗粒大小的磷光体EY4453的经丝网印刷磷光体转换层。磷光体材料对透明油墨的比率按重量计为2∶1的比例。光反射材料包括诺科特国际公司(Norcote International Inc)的超白油墨GN-027SA。光反射材料的载荷的数字是指超白油墨对透明油墨的重量百分比。与每一数据点相关联的较小参考编号指示用以形成磷光体层的印刷遍次的数目‘n’。
将可呈粉末形式的磷光体材料及光散射材料与透光粘结剂材料以已知比例充分混合，所述透光粘结剂材料为例如聚合物材料(举例来说，热可固化或UV可固化硅酮或环氧树脂材料)或例如UV可固化光刻透明叠印PSLC-294的透明油墨。将混合物作为一或多个均匀厚度层施加到衬底的面。在优选实施例中，通过丝网印刷将混合物施加到透光窗且通过印刷遍次的数目来控制层的厚度t。可使用其它方法施加磷光体/反射材料混合物，包含喷墨印刷、旋转涂覆或使用例如刮浆板的刮刀将混合物扫掠在表面上(例如，刮刀涂布)。
将了解，印刷遍次的数目与磷光体层118的厚度及磷光体的量成正比。椭圆132、134、136、138用以将针对具有实质上相同的强度及CIE x值的发射产物的数据点分组。举例来说，椭圆132指示可针对包括以下各项的磷光体转换层118产生类似强度及色彩的发射产物：i)3个印刷遍次，不具有光反射材料；及ii)2个印刷遍次，具有光反射材料的2％载荷。这些数据指示，通过包含光反射材料的2％重量载荷，可使用包括少约33％的磷光体材料的磷光体转换层118产生相同色彩及强度的光。椭圆134指示针对包括以下各项的磷光体转换层产生相同强度及色彩的发射产物：i)4个印刷遍次，不具有光反射材料；及ii)3个印刷遍次，具有光反射材料的0.4％载荷。这些数据指示，对于此实施例，通过包含光反射材料的0.4％重量载荷，可使用包括少约25％的磷光体的磷光体转换层产生相同色彩及强度的光。椭圆136指示，针对包括以下各项的磷光体转换层产生相同强度及色彩的发射产物：i)4个印刷遍次，不具有光反射材料；及ii)3个印刷遍次，具有光反射材料的1.1％载荷。这些数据指示，通过包含光反射材料的1.1％重量载荷，可使用包括少约25％的磷光体的磷光体转换层产生相同色彩及强度的光。椭圆138指示针对包括以下各项的磷光体转换层产生相同强度及色彩的发射产物：i)4个印刷遍次，具有光反射材料的0.4％重量载荷；及ii)3个印刷遍次，具有光反射材料的2％重量载荷。这些数据指示，通过包含光反射材料的0.4％重量载荷，可使用包括少约25％的磷光体的磷光体转换层产生相同色彩及强度的光。点140(n＝4，1.1％载荷)及142(n＝4，2％载荷)表明，存在饱和点，在所述饱和点以上，光反射材料载荷的增加导致发射强度的降低而对色彩具有很小影响。
在进一步实施例中，设想将磷光体与光反射材料混合物的混合物并入于透光窗内。举例来说，可将磷光体与光反射材料混合物与透光聚合物混合，并挤压或注射模制聚合物/磷光体混合物以形成波长转换组件36，其中磷光体及光反射材料遍及所述组件的体积均质地分布。
光散射材料122包括具有高反射率(通常为0.9或更高的反射比)的粉末状材料。光反射材料的颗粒大小通常在范围0.1μm到10μm中且在优选实施例中在范围0.1μm到10μm内。光反射材料对磷光体材料的重量百分比载荷在范围0.1％到10％中且在优选实施例中在范围1％到2％中。光反射材料的实例包含氧化镁(MgO)、二氧化钛(TiO2)、硫酸钡(BaSO4)及其组合。所述光反射材料还可包括白色油墨，例如，诺科特国际公司的超白油墨GN-027SA，其已包含高光反射材料(通常为TiO2)的颗粒。
图14图解说明根据本发明的实施例的基于LED的白色发光装置的表示，所述装置包含具有波长转换层46的波长转换组件36，波长转换层46包含遍及透光粘结剂材料124的体积分布的磷光体材料颗粒120与光散射颗粒122的混合物。光散射颗粒122的颗粒增加光子撞击磷光体材料颗粒120的概率，且因此对于给定色彩的发射产物，需要较少磷光体材料。
波长转换组件36还包含包括在粘结剂材料150内的光散射颗粒152的漫射层44。光漫射层44内的光散射颗粒152选择性散射的由LED产生的蓝色光126多于其散射的由磷光体材料120产生的光128。此光漫射层44确保光散射材料152将散射从波长转换层46发射的较高比例的蓝色光126并将其引导回到波长转换层46中，从而增加光子与磷光体材料颗粒120相互作用且导致光致发光的光产生的概率。同时，磷光体产生的光可以被散射的较低概率通过漫射层44。由于漫射层44增加蓝色光子与磷光体材料颗粒120相互作用的概率，因此可使用较少磷光体材料来产生可由观察者21看到的选定发射色彩的所发射光130。
因此，具有散射颗粒152的漫射层44与也包含光散射颗粒122的波长转换层46的组合产生需要少得多的磷光体材料120来产生给定色彩发射产物的波长转换组件。两组散射颗粒122及152以组合方式起作用以增加光子撞击磷光体材料120的颗粒的概率且因此针对给定色彩需要较少磷光体材料。
两组散射颗粒122及152可具有不同材料性质。举例来说，波长转换层46内的散射颗粒122可经选择而具有相对较大的平均颗粒大小。另一方面，漫射层44内的散射颗粒152可被选择为具有相对较小平均颗粒大小的纳米颗粒，所述平均颗粒大小经选择使得颗粒152将散射的辐射(通常为蓝色)光相对多于其将散射的由光致发光(磷光体)材料产生的光。因此，一些实施例采用具有小于约150nm的平均颗粒大小且通常具有在100nm到150nm的范围中的平均颗粒大小的光散射材料152。替代实施例可实施具有相同或实质上相同颗粒大小的两组散射颗粒122及152，例如，以在波长转换层46及漫射层44两者中均采用纳米颗粒。
本文中所揭示的发明性概念可应用于涵盖任何适合大小的波长转换组件。举例来说，考虑图15及16中所图解说明的LED灯泡200，图15及16图解说明利用根据一些实施例的波长转换组件的LED灯泡的应用的透视图及横截面图。LED灯泡200打算用作常规白炽或荧光灯泡的节能型替换物。
灯泡200包括经配置以装配于标准灯泡插口内的螺口灯头206，例如，实施为标准爱迪生螺口灯头。灯泡200可进一步包括由(举例来)压铸铝制作的导热主体204。主体204用作散热器且耗散由安装于MCPCB(金属芯印刷电路板)上的发光器112产生的热。为了增加来自灯泡200的热辐射且借此增加对灯泡200的冷却，主体204可包含一系列纬向的径向延伸热辐射鳍片207。
灯泡200进一步包括具有三维形状的波长转换组件36，例如，细长穹顶形状壳层，其具有由其内表面界定的内部体积，将发光器112包封于所述内部体积内。三维波长转换组件36包含与三维波长转换层701热接触的三维透光导热衬底703。
封套208围绕LED灯泡200的上部部分延伸，从而包封LED112及波长转换组件36。封套208是为LED灯泡200提供保护及/或漫射性质的透光材料(例如，玻璃或塑料)。
蓝色LED装置112在包括光漫射层44及波长转换层46两者的波长转换组件36下方驻存于照明底座204的顶部表面上。波长转换组件36的三维性质形成环绕围绕LED112且在其上方的内部体积的相对大的形状。在照明装置200中针对波长转换组件36使用三维形状允许某些功能优点，例如针对由照明装置200发射的光执行光整形的能力。
然而，波长转换组件36的这些类型的三维形状也对应于所述波长转换组件的需要用充足量的磷光体材料填充的相对大体积。在现有技术方法的情况下，制造此类波长转换组件36将因此需要显著大量的磷光体材料。
本发明的实施例可用于减少制造此类波长转换组件36所需要的磷光体量。特定来说，波长转换组件36包括邻近于波长转换层46的光漫射层44，其中这些层中的任一者或两者可包含光散射材料。由于波长转换组件36内的散射材料具有散射光的性质，因此这减少波长转换组件36所需要的磷光体材料量。
另外，光漫射层44还用于至少部分地基于漫射层44内的衍射材料的颗粒的性质而改进LED照明装置200的关断状态色彩外观。
图17图解说明本发明的实施例，其包括包含邻近于波长转换层46的光漫射层44的穹顶形波长转换组件36，其中光漫射层44及波长转换层46中的任一者或两者包括光散射颗粒。与其它所描述的实施例一样，光漫射层44内的光散射颗粒散射的由LED112产生的蓝色光126多于其散射的由波长转换层46内的磷光体材料产生的光128，此确保光散射材料152将散射从波长转换层46发射的较高比例的蓝色光126并将其引导回到波长转换层46中，从而增加光子与磷光体材料颗粒相互作用且导致产生光致发光光的概率。同时，磷光体产生的光可以被散射的较低概率通过漫射层44。由于漫射层44增加蓝色光子与磷光体材料颗粒相互作用的概率，因此可使用较少磷光体材料来产生可由观察者21看到的选定发射色彩的所发射光130。
可使用任何适合手段来制造图15-17的三维波长转换组件。举例来说，可使用模制工艺(例如，注射模制)来制造两个层：光漫射层44及波长转换层46。对于光漫射层44，可将光衍射材料与固体透光聚合物材料混合，其中磷光体材料及透光聚合物材料经历将所述磷光体材料与聚合物材料熔化并混合成液体的加热过程，接着将所述液体注射到模具中且接着对其进行冷却以形成光漫射层44的最终形状。对于波长转换层46，可利用类似模制工艺，其中加热磷光体材料及透光聚合物材料并将其抽吸到模具(例如，光漫射层44)中。加热过程将使磷光体材料与聚合物材料熔化并混合，接着对其进行冷却以形成波长转换层46的最终形状。可采用热浇道以确保用于模制工艺的构成组分的高效使用。还可采用真空模制来制造三维波长转换组件。另外，可将光散射颗粒引入到波长转换层46的材料中，借此减少所需的磷光体材料量。
图18图解说明本发明的替代实施例，其包括包含穹顶形光漫射层44的三维波长转换组件36。在此实施例中，波长转换层46’填充由光漫射层44的内部表面界定的体积的实质部分，而非如图17中所描述体现为直接邻近于光漫射层44的薄层。图17的方法胜过图18的方法的一个可能优点是将由LED112产生的蓝色光126转换成由波长转换层46’内的磷光体材料产生的光128的转换效率的增加。然而，可能的缺点为可由因波长转换层46’内的磷光体材料紧密接近于LED112而对所述磷光体材料的过度加热引起的负面性能。
图19图解说明本发明的另一实施例，其包括具有穹顶形光漫射层44的波长转换组件36。在此实施例中，波长转换层46”填充由光漫射层44界定的体积的实质部分，但其中散射颗粒也分布于波长转换层46”内。波长转换层46”内的散射颗粒具有散射光的性质，此减少波长转换组件36所需要的磷光体材料量。另外，光漫射层44内的光衍射材料用于改进LED照明装置200的关断状态色彩外观，同时还减少波长转换层46”所需的磷光体材料量。
可使用任何适合手段来制造图18及19的波长转换组件。举例来说，可使用模制工艺(例如，注射模制或真空模制)来制造光漫射层44。对于光漫射层44，可将光衍射材料与固体透光聚合物材料(例如，呈聚合物丸粒的形式)混合，将其加热并注射到呈光漫射层44的所要形状的模具中。加热过程将使模具中的光衍射材料与聚合物材料熔化并混合，接着对其进行冷却以形成光漫射层44的最终形状。对于波长转换层，可将磷光体材料与液态粘结剂材料混合，其中将所得混合物灌注到由光漫射层44的内表面形成的内部体积中。接着采用固化工艺将波长转换层固化成其最终形式。还可将散射颗粒放置到磷光体/粘结剂混合物中以减少所需的磷光体量。
现在将参考图9描述根据本发明的另一实施例的高CRI固态发光装置10，其展示所述装置的示意性部分剖视平面图及截面图。装置10经配置以产生具有≈3000K的CCT、约1100流明的发光通量及大于90的CRI(显色指数)的暖白色光。装置10与图1的装置基本上相同且另外包括一或多个红色发光LED(红色LED)50。如图9中所展示，红色LED可包括红色LED芯片的经封装阵列。红色LED芯片可包括可操作以产生具有在波长范围610nm到670nm中的峰值波长λ3的红色光52的AlGaAs(砷化铝镓)、GaAsP(磷化镓砷)、AlGaInP(磷化铝镓铟)或GaP(磷化镓)LED。装置10的发射产物38包括由LED24、50产生的经组合蓝色光28(λ1)及红色光52(λ3)以及由磷光体波长转换组件36产生的光致发光光38。图9的装置10的操作类似于图1的装置的操作且不进一步加以描述。图9的装置的初始测试指示光漫射层44通过掺和红色、蓝色光与磷光体产生的光而增加装置的角度发射色彩均匀性。
图20A、20B及20C图解说明根据本发明的一些实施例的波长转换组件的应用的实例。图20A、20B及20C图解说明利用根据一些实施例的远程波长转换的LED下照灯1000。图20A是LED下照灯1000的分解透视图，图20B是下照灯1000的端视图，且图20C是下照灯1000的截面图。下照灯1000经配置以产生具有650-700流明的发射强度及60°的标称光束展开度(宽泛光)的光。其打算用作常规白炽六英寸下照灯的节能型替换物。
下照灯1000包括由(举例来说)压铸铝制作的中空大体圆柱形导热主体1001。主体1001用作散热器且耗散由LED1007产生的热。为了增加来自下照灯1000的热辐射且借此增加对发光装置1000的冷却，主体1001可包含朝向主体1001的底座定位的一系列维向的螺旋延伸热辐射鳍片1003。为了进一步增加热辐射，主体的外表面可经处理以增加其发射率，例如，经涂黑或阳极化。主体1001进一步包括大体截头圆锥形(即，尖端被平行于基底的平面截断的圆锥体)轴向室1005，所述轴向室从所述主体的前部延伸所述主体的长度的大致三分之二的深度。主体1001的形状因子经配置以使得能够将所述下照灯直接改装成如在美国所通常使用的标准六英寸下照灯具(罐)。
四个固态发光器1007作为正方形阵列安装于圆形MCPCB1009上。如已知，MCPCB包括由金属芯基底(通常为铝)、导热/电绝缘电介质层及用于将电组件电连接成所要电路配置的铜电路层构成的分层结构。借助于导热化合物(例如，含有氧化铍或氮化铝的标准散热器化合物)，将MCPCB1009的金属芯基底安装成经由室1005的底面与主体热连通。可通过一或多个螺钉、螺栓或其它机械紧固件将MCPCB1009机械固定到主体底面。
下照灯1000进一步包括环绕发光器1007的阵列的中空大体圆柱形光反射室壁遮罩1015。室壁遮罩1015可由塑料材料制成且优选地具有白色或其它光反射饰面。可使用(举例来说)环形钢夹将波长转换组件36安装成上覆于室壁遮罩1015的前部上，所述环形钢夹具有啮合于主体中的对应孔口中的弹性可变形倒钩。波长转换组件36远离发光装置1007。
波长转换组件36包括邻近于波长转换层46的光漫射层44，如上文所描述。通过邻近于光漫射层44放置波长转换层46，光漫射层44内的光散射颗粒散射的由发光器1007产生的蓝色光多于其散射的由波长转换层46内的磷光体材料产生的光。此确保光散射材料将散射从波长转换层46发射的较高比例的蓝色光并将其引导回到波长转换层46中，从而增加光子与磷光体材料颗粒相互作用且导致产生光致发光光的概率。同时，磷光体产生的光可以被散射的较低概率通过漫射层44。由于漫射层44增加蓝色光子与磷光体材料颗粒相互作用的概率，因此可使用较少磷光体材料来产生选定发射色彩的所发射光。另外，在其关断状态期间，漫射层44还用于改进灯1000的白色色彩。
下照灯1000进一步包括光反射罩1025，其经配置以界定所述下照灯的选定发射角度(光束展开度)(即，在此实例中为60°)。罩1025包括具有三个连续(相连)内光反射截头圆锥形表面的大体圆柱形壳层。罩1025优选地由具有金属化层的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)制成。最后，下照灯1025可包括也可由ABS制作的环形修饰(镶圈)1027。
图21A、21B及21C图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的另一实例。图21A、21B及21C图解说明利用根据一些实施例的远程波长转换的LED下照灯1100。图21A是LED下照灯1100的分解透视图，图21B是下照灯1100的端视图，且图21C是下照灯1000的截面图。下照灯1100经配置以产生具有650-700流明的发射强度及60°的标称光束展开度(宽泛光)的光。其打算用作常规白炽六英寸下照灯的节能型替换物。
图21A、21B及21C的下照灯1100与图20A、20B及20C的下照灯1000实质上相同。出于论述的目的，将仅描述下照灯1100的相对于图20A、20B及20C的实施例来说为新的特征。
图20A、20B及20C的波长转换组件36具有二维形状(例如，为实质上平面的)，而图21A、21B及21C的波长转换组件700具有三维形状(例如，细长穹顶形壳层)。三维波长转换组件700包含与三维波长转换层701热接触的三维透光导热衬底703，例如上文在图7中所描述的波长转换组件700。还可将所述波长转换组件安装成包封室壁遮罩1015的前部。
如上文所论述，通过邻近于光漫射层703放置波长转换层701，光漫射层703内的光散射颗粒散射的由发光器1007产生的蓝色光多于其散射的由波长转换层701内的磷光体材料产生的光。此确保光散射材料将散射从波长转换层701发射的较高比例的蓝色光并将其引导回到波长转换层701中，从而增加光子与磷光体材料颗粒相互作用且导致产生光致发光光的概率。因此，产生选定发射色彩的所发射光需要较少磷光体材料。另外，在其关断状态期间，漫射层703还改进灯1100的白色色彩。
图22图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的另一实例，其展示利用根据一些实施例的远程波长转换的反射型灯1200的分解透视图。反射型灯1200经配置以产生具有650-700流明的发射强度及60°的标称光束展开度(宽泛光)的光。其打算用作常规白炽六英寸下照灯的节能型替换物。
反射型灯1200包括由(举例来说)压铸铝制作的大体矩形导热主体1201。主体1201用作散热器且耗散由发光装置10”产生的热。为了增加来自反射型灯1000的热辐射且借此增加对发光装置10”的冷却，主体1201可包含位于主体1201的侧上的一系列热辐射鳍片1203。主体1201的形状因子经配置以使得能够将反射型灯直接改装成如在美国所通常使用的标准六英寸下照灯具(“罐”)。
波长转换组件36可经实施而具有邻近于光漫射层的波长转换层，使得所述光漫射层内的光散射颗粒散射的蓝色光多于其散射的由波长转换层内的磷光体材料产生的光。因此，产生选定发射色彩的所发射光需要较少磷光体材料。另外，在其关断状态期间，所述漫射层还改进灯1200的白色色彩。
反射型灯1200进一步包括具有抛物形光反射内表面的大体截头圆锥形光反射器1205，其经配置以界定下照灯的选定发射角度(光束展开度)(即，在此实例中为60°)。反射器1205优选地由具有金属化层的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)制成。
图23A及23B图解说明根据一些实施例的波长转换组件的应用的另一实例。图23A及23B图解说明利用根据一些实施例的远程波长转换的LED线性灯1300。图23A是线性灯1300的三维透视图且图23B是线性灯1300的横截面图。LED线性灯1300打算用作常规白炽或荧光管灯的节能型替换物。
线性灯1300包括由(举例来说)挤压铝制作的细长导热主体1301。主体1301的形状因子可经配置以与标准线性灯外壳安装在一起。主体1301进一步包括第一凹入通道1304，其中可设置含有线性灯1300的一些电组件(例如，电线)的矩形管状壳体1307。壳体1307可进一步在一端上包括延伸超过主体1301的长度的电连接器1309(例如，插头)且在另一端上包括经配置以接纳连接器的凹入互补插口(未展示)。此允许串联连接数个线性灯1300以覆盖所要区域。个别线性灯1300的长度可介于从1英尺到6英尺的范围内。
主体1301用作散热器且耗散由发光器1303产生的热。为了增加来自线性灯1300的热辐射且借此增加对发光器1303的冷却，主体1301可包含位于主体1301的侧上的一系列热辐射鳍片1302。为了进一步增加来自线性灯1300的热辐射，主体1301的外表面可经处理以增加其发射率，例如，经涂黑或阳极化。
发光器1303安装于经配置以坐放于第一凹入通道1304上面的条带(矩形形状)MCPCB1305上。MCPCB1305的下表面坐放成与包含倾斜壁1302的第二凹入通道1306热接触。
大体半球形细长波长转换组件1311可远离发光器1303定位。可通过使波长转换组件1311在倾斜壁1308下方滑动使得波长转换组件1311与倾斜壁1308啮合而将波长转换组件1311紧固于第二凹入通道1306内。
波长转换组件1311可包含半球形细长光漫射层1313及半球形细长波长转换层1315。如上文所论述，产生选定发射色彩的所发射光需要较少磷光体材料。另外，在其关断状态期间，所述漫射层还改进灯1300的白色色彩。
在替代实施例中，线性灯的波长转换组件可配置成大体平面条带的形状。在此类实施例中，将了解，第二凹入通道可代替地具有延伸以允许波长转换组件由第二凹入通道接纳的垂直壁。
图24图解说明根据一些实施例的波长转换组件的另一应用的透视图。图24图解说明利用远程波长转换的LED提灯1500。LED提灯1500打算用作常规气体及荧光提灯(例如，野营提灯)的节能型替换物。
提灯1500包括由(举例来说)塑料材料或压制金属制作的大体圆柱形导热主体1501。主体1501进一步包含耗散由安装于圆形MCPCB1505上的发光器1503产生的热的内部散热器。MCPCB1505可与主体1501热接触。
提灯1500包括从MCPCB1505延伸的三维(例如，细长穹顶形壳层)波长转换组件700，例如上文在图17、18或19中所描述的波长转换组件。尽管仅描绘波长转换组件700的外部表面，但重要地应注意三维波长转换组件700可包含邻近于三维波长转换层的三维光漫射层。如上文所论述，此配置准许使用较少磷光体材料来产生选定发射色彩的所发射光。另外，在其关断状态期间，所述漫射层还改进所述灯的白色色彩。
透光盖(例如，塑料)1507可围绕所述提灯的上部部分延伸，从而环绕LED1503及波长转换组件900。透光盖1507包括为LED提灯1500提供保护及/或漫射性质的透光材料(例如，玻璃或塑料)。提灯1500可进一步包括坐放于玻璃容座的顶部上以包封发光器1503及波长转换组件700的罩盖。
发光装置的以上应用描述远程波长转换配置，其中波长转换组件远离一或多个发光器。那些发光装置的波长转换组件及主体界定其中定位发光器的内部体积。所述内部体积还可称为光混合室。举例来说，在图20A、20B、20C、21A、21B及21C的下照灯1000、1100中，内部体积1029由波长转换组件36′、700、光反射室遮罩1015及下照灯1001的主体界定。在图23A及23B的线性灯1300中，内部体积1325由波长转换组件1311及线性灯1301的主体界定。在图15及16的灯泡200中，内部体积1415由波长转换组件36及灯泡204的主体界定。此内部体积提供波长转换组件与发光器的物理分离(气隙)，其改进发光装置的热特性。由于光致发光光产生的各向同性性质，由磷光体材料产生的光的大致一半可沿朝向发光器的方向发射且可结束于光混合室中。据信，平均上光子与磷光体材料颗粒的相互作用的低至1/10,000导致光致发光光的吸收及产生。光子与磷光体颗粒的相互作用的大部分(约99.99％)导致光子的散射。由于散射过程的各向同性性质，平均上经散射光子的一半将沿往回朝向发光器的方向。因此，由发光器产生的未被磷光体材料吸收的光的最高达一半还可往回结束于光混合室中。为了最大化来自装置的光发射并改进发光装置的总体效率，混合室的内部体积包含用以将内部体积中的光朝向波长转换组件重新引导并重新引导出所述装置的光反射表面。可操作所述光混合室以使室内的光混合。所述光混合室可由波长转换组件结合装置的另一组件(例如装置主体或外壳)界定(例如，穹顶形波长转换组件包封位于装置主体的底座上的发光器以界定光混合室，或平面波长转换组件放置于室形组件上以包封位于装置主体的底座上且由所述室形组件环绕的发光器以界定光混合室)。举例来说，图20A、20B、20C、21A、21B及21C的下照灯1000、1100包含上面安装发光器1007的MCPCB1009，其包括光反射材料及光反射室壁遮罩1015以促进反射回到内部体积中的光朝向波长转换组件36’、700的重新引导。图23A及23B的线性灯1300包含上面安装发光器1303的MCPCB1305，其包括光反射材料以促进反射回到内部体积中的光朝向波长转换组件1311的重新引导。图12A及12B的灯泡200还包含上面安装发光器112的MCPCB1405以促进反射回到内部体积中的光朝向波长转换组件36的重新引导。
发光装置的以上应用描述可应用所主张发明的仅几个实施例。重要地，应注意，所主张发明可应用于其它类型的发光装置应用，包含但不限于壁灯、吊灯、枝形吊灯、嵌灯、轨道灯、强光灯、舞台照明、电影照明、路灯、泛光灯、信标灯、安全灯、交通信号灯、头灯、尾灯、标牌等。
因此，已描述了一种包括光漫射层的新颖波长转换组件。光漫射层内的光衍射颗粒经选择而具有使得所述颗粒将散射的由LED产生的蓝色光相对多于其将散射的由波长转换层产生的光的大小，例如，其中所述颗粒具有小于约150nm的平均颗粒大小。结合波长转换层使用光漫射层的此方法解决所发射光的色彩随着发射角度的变化或不均匀性的问题。另外，可通过结合波长转换层实施光漫射层来改进照明设备在其关断状态中的色彩外观。此外，可实现实施基于磷光体的LED装置所需的磷光体材料量的显著减少。
将了解，本发明并不限于所描述的示范性实施例，且可在本发明的范围内做出变化。举例来说，尽管已将本发明的装置描述为包括一或多个LED，但所述装置可包括其它固态光源，例如激光二极管或激光器。

Claims (40)

1.一种用于发光装置的波长转换组件，其包括：
包含至少一种蓝色光可激发光致发光材料的颗粒的波长转换层；及
包含光散射材料的颗粒的光漫射层，其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小经选择从而使得所述光散射材料将要散射的来自固态发光器的蓝色激发光相对多于所述光散射材料将要散射的由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光，
其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小范围是100nm-150nm，以及所述组件被配置为，在操作中所述光漫射层降低外部始发的光子与所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料相互作用的概率，由此改善所述组件的关断状态白色外观；和
其中所述波长转换组件被配置为在操作中由所述固态发光器产生的蓝色激发光的一部分通过所述波长转换组件发射，从而有助于所述发光装置的最终的可见发射产物。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述波长转换层与所述光漫射层彼此直接接触。
3.根据权利要求1所述的组件，其中所述波长转换层包括至少一种蓝色光可激发光致发光材料与透光粘结剂的混合物，且所述光漫射层包括所述光散射材料与所述透光粘结剂的混合物。
4.根据权利要求3所述的组件，其中所述波长转换层进一步包括第二光散射材料。
5.根据权利要求4所述的组件，其中所述光散射材料与所述第二光散射材料具有不同的材料特性。
6.根据权利要求3所述的组件，其中所述透光粘结剂包括选自由以下各项组成的群组的可固化液态聚合物：聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸系物、环氧树脂、硅酮及氟化聚合物。
7.根据权利要求3所述的组件，其中光散射材料对粘结剂的重量载荷是7％到35％。
8.根据权利要求3所述的组件，其中光散射材料对粘结剂的重量载荷是10％到20％。
9.根据权利要求1所述的组件，其中所述光散射材料选自由以下各项组成的群组：二氧化钛、硫酸钡、氧化镁、二氧化硅及氧化铝。
10.根据权利要求1所述的组件，其中所述光散射材料散射的所述激发光多达由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光的至少两倍。
11.根据权利要求1所述的组件，其中所述光漫射层被沉积到透光衬底上，且所述透光衬底选自由以下各项组成的群组：聚碳酸酯、丙烯酸系物及玻璃。
12.根据权利要求1所述的组件，其中所述波长转换层和所述光漫射层包括平面形状。
13.根据权利要求1所述的组件，其中所述光漫射层包括穹顶形状。
14.根据权利要求13所述的组件，其中所述波长转换层填充在所述穹顶形状下方形成的体积。
15.根据权利要求13或14所述的组件，其中所述穹顶形状是细长穹顶形状。
16.一种发光装置，其包括：
至少一个固态发光器，其可操作以产生蓝色激发光；及
波长转换组件，所述波长转换组件包括：
可由所述蓝色激发光激发的波长转换层，其中所述波长转换层包含至少一种蓝色光可激发光致发光材料的颗粒；及
包含光散射材料的颗粒的光漫射层，其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小经选择从而使得所述光散射材料将要散射的来自所述至少一个固态发光器的蓝色激发光相对多于所述光散射材料将要散射的由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光，
其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小范围是100nm-150nm，以及所述组件被配置为，在操作中所述光漫射层降低外部始发的光子与所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料相互作用的概率，由此改善所述组件的关断状态白色外观；
其中所述波长转换组件被配置为在操作中由所述至少一个固态发光器产生的蓝色光的一部分通过所述波长转换组件发射，从而有助于所述发光装置的最终的可见发射产物。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述光漫射层经配置以针对在与发射轴成±60°范围内的发射角度获得来自所述发光装置的所发射光的实质上均匀色彩。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述光散射材料对粘结剂的重量载荷是7％到35％。
19.根据权利要求17所述的装置，其中光散射材料对粘结剂的重量载荷是10％到20％。
20.根据权利要求16所述的装置，其中所述波长转换层和所述光漫射层包括平面形状。
21.根据权利要求15所述的装置，其中所述光漫射层包括穹顶形状。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述穹顶形状是细长穹顶形状。
23.一种线性灯，其包括：
细长外壳；
位于所述外壳内且沿着所述外壳的长度配置的多个固态发光器；及
远离于所述多个固态发光器且经配置部分地至少界定光混合室的细长波长转换组件，
其中所述细长波长转换组件包括：
包含至少一种蓝色光可激发光致发光材料的颗粒的波长转换层；及
包含光散射材料的颗粒的光漫射层，其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小经选择从而使得所述光散射材料将要散射的来自所述固态发光器的蓝色激发光相对多于所述光散射材料将要散射的由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光，
其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小范围是100nm-150nm，以及所述组件被配置为，在操作中所述光漫射层降低外部始发的光子与所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料相互作用的概率，由此改善所述组件的关断状态白色外观；
其中所述细长波长转换组件被配置为在操作中由所述固态发光器产生的蓝色光的一部分通过所述波长转换组件发射，从而有助于所述线性灯的最终的可见发射产物。
24.一种用于发光装置的波长转换组件，其包括：
包含在内部体积内的至少一种蓝色光可激发光致发光材料的颗粒的波长转换层，以及
包含光散射材料的颗粒的光漫射层，其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小经选择从而使得所述光散射材料将要散射的来自固态发光器的蓝色激发光相对多于所述光散射材料将要散射的由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光，
其中所述光漫射层具有带有界定所述内部体积的内表面的形状；
其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小范围是100nm-150nm，以及所述组件被配置为，在操作中所述光漫射层降低外部始发的光子与所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料相互作用的概率，由此改善所述组件的关断状态白色外观；
其中所述波长转换组件被配置为在操作中由所述发光装置产生的蓝色激发光的一部分通过所述波长转换组件发射，从而有助于最终的可见发射产物。
25.根据权利要求24所述的组件，其中所述形状包括穹顶形状。
26.根据权利要求25所述的组件，其中所述穹顶形状是细长穹顶形状。
27.根据权利要求24所述的组件，其中所述波长转换层实质上填充所述光漫射层的形状的内部体积。
28.根据权利要求24所述的组件，其中所述波长转换层包括与所述光漫射层相同的形状。
29.根据权利要求24所述的组件，其中所述波长转换层包括至少一种蓝色光可激发光致发光材料与透光粘结剂的混合物，且所述光漫射层包括所述光散射材料与所述透光粘结剂的混合物。
30.根据权利要求29所述的组件，其中所述波长转换层进一步包括第二光散射材料。
31.根据权利要求30所述的组件，其中所述光散射材料与所述第二光散射材料具有不同的材料特性。
32.根据权利要求29所述的组件，其中所述透光粘结剂包括选自由以下各项组成的群组的可固化液态聚合物：聚合物树脂、单体树脂、丙烯酸系物、环氧树脂、硅酮及氟化聚合物。
33.根据权利要求29所述的组件，其中光散射材料对粘结剂的重量载荷是7％到35％。
34.根据权利要求29所述的组件，其中光散射材料对粘结剂的重量载荷是10％到20％。
35.根据权利要求24所述的组件，其中所述光散射材料选自由以下各项组成的群组：二氧化钛、硫酸钡、氧化镁、二氧化硅及氧化铝。
36.根据权利要求24所述的组件，其中所述光散射材料散射的所述蓝色激发光多达由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光的至少两倍。
37.根据权利要求24所述的组件，其中所述光漫射层被沉积到透光衬底上，且所述透光衬底选自由以下各项组成的群组：聚碳酸酯、丙烯酸系物及玻璃。
38.一种发光装置，其包括：
至少一个固态发光器，其可操作以产生蓝色激发光；及
波长转换组件，其包括：
包含在内部体积内的至少一种蓝色光可激发光致发光材料的颗粒的波长转换层，所述波长转换层可由所述蓝色激发光激发，
包含光散射材料的颗粒的光漫射层，其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小经选择从而使得所述光散射材料将要散射的来自所述至少一个固态发光器的蓝色激发光相对多于所述光散射材料将要散射的由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光，其中所述光漫射层具有带有界定所述内部体积的内表面的形状；
其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小范围是100nm-150nm，以及所述组件被配置为，在操作中所述光漫射层降低外部始发的光子与所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料相互作用的概率，由此改善所述组件的关断状态白色外观；
其中所述波长转换组件被配置为在操作中由所述至少一个固态发光器产生的蓝色光的一部分通过所述波长转换组件发射，从而有助于所述发光装置的最终的可见发射产物。
39.根据权利要求38所述的装置，其中所述光散射材料散射的所述蓝色光多达由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光的至少两倍。
40.一种线性灯，其包括：
细长外壳；
位于所述外壳内且沿着所述外壳的长度配置的多个固态发光器；
包含在内部体积内的至少一种蓝色光可激发光致发光材料的颗粒的波长转换层，及
远离于所述多个固态发光器且经配置部分地至少界定光混合室的细长波长转换组件，
其中所述细长波长转换组件包括：
包含光散射材料的颗粒的光漫射层，其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小经选择从而使得所述光散射材料将要散射的来自所述多个固态发光器的蓝色激发光相对多于所述光散射材料将要散射的由所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料产生的光，其中所述光漫射层具有带有界定所述内部体积的内表面的形状；
其中所述光散射材料具有的平均颗粒大小范围是100nm-150nm，以及所述组件被配置为，在操作中所述光漫射层降低外部始发的光子与所述至少一种蓝色光可激发光致发光材料相互作用的概率，由此改善所述组件的关断状态白色外观；
其中所述细长波长转换组件被配置为在操作中由所述多个固态发光器产生的蓝色光的一部分通过所述波长转换组件发射，从而有助于所述线性灯的最终的可见发射产物。
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