TWI504968B - 具光致發光波長轉換之固態發光裝置及標牌 - Google Patents
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Description
本發明之一些實施例係關於固態發光裝置及標牌,其等使用光致發光波長轉換,以將由一固態發光體產生的光轉換為一期望色彩的光。
本技術中已知白色發光LED(「白色LED」),且係一相對較新近的創新。由於其等較長的操作壽命期望值(>50,000小時)及較高的發光效率(每瓦特70流明及更高),越來越多高亮度白色LED用於代替習知螢光光源、小型螢光光源及白熾光源。
直到發展在電磁光譜之藍色/紫外線部分中發射的LED,發展基於LED的白光源才變得實際。例如US 5,998,925中所教示,白色LED包含一個或多個光致發光材料(例如,磷光體材料),其等吸收由該LED發射的一部分輻射,且重新發射一不同色彩(波長)的輻射。通常,該LED晶片或晶粒產生藍光,且該(該等)磷光體吸收某個百分比之藍光,且重新發射黃光或綠光及紅光、綠光及黃光、綠光及橙光或黃光及紅光的一組合。由該LED產生的不由該磷光體吸收的藍光部分與由該磷光體發射的光組合,提供對於人眼呈現為接近白色的光。
由該LED光產生的確切色彩高度取決於由該磷光體材料發射之光的量,因為該磷光體發射之光的量(及波長)及殘餘的藍光的量(及波長)之組合決定所得光之色彩。因此,用來產生白光的基於磷光體的LED裝置將需要足夠量的磷光體以正確運作,因為不具有足夠量之磷光體材料的該基於磷光體之LED裝置將無法產生呈現為白色的光。
問題在於磷光體材料相對昂貴,且因此對應於生產基於磷光體的LED裝置之成本的一重大部分。通常,在一LED燈中的磷光體材料與一光透射材料(諸如聚矽氧或環氧樹脂材料)混合,且該混合物直接施覆至該LED晶粒之發光表面。此導致直接置於該LED晶粒上的磷光體材料的一較小覆蓋層,但其在生產上仍然較昂貴,部分係因為該等磷光體材料之高昂成本。
如Li的美國專利申請案US 2008/02118992 A1中所揭示,亦已知將該磷光體材料作為光學組件上的一層而提供,或將該磷光體材料合併於一光學組件內,該光學組件在實體上位於該LED晶粒遠端。此通常導致具有比前述段落中描述之辦法大很多的一覆蓋區的一層磷光體材料。因為其較大尺寸,通常需要一更大量的磷光體,以製造此等「遠端磷光體」LED裝置。結果,為提供此等遠端磷光體LED裝置需要之增加量的磷光體材料,成本亦相應更大。例如,Li等人的美國專利申請案US 2007/0240346 A1教示固態發光標誌,其中來自一LED的藍光用於激發一發光標牌表面上的磷光體材料,以產生一期望色彩的光。通常必須存在大量磷光體材料,才能裝填該發光標牌的整個表面,使得該裝置針對其所要的光功能性而產生適當色彩。
因此,需要實施保持裝置之期望色彩性質的LED照明裝備的改良辦法,但不需要使用在先前辦法中需要的大量光致發光材料(例如,磷光體材料)。
本發明之一些實施例之一目的係提供一發光裝置、一發光標誌、一光致發光波長轉換組件及一光致發光標牌表面,其至少部分克服已知裝置的限制。
本發明之實施例涉及固態發光裝置及標牌,其包括一個或多個固態發光體,通常為LED,其等可操作以產生藍光,該藍光用於激發一光致發光波長轉換組件或一光致發光的發光標牌表面,其含有可激發藍光的光致發光(例如,一磷光體材料)粒子。根據本發明之一些實施例,且為增加由該磷光體材料產生之光致發光的光,該波長轉換組件及/或標牌表面進一步包括將一光反射材料(在本文中亦稱為「光散射材料」)的粒子與磷光體材料合併。增強的光產生源自該光反射材料增加該LED產生之光與該磷光體材料之粒子碰撞的數目,此減小磷光體材料的使用量,以產生一選擇之發射產物色彩。
根據本發明,一發光裝置包括:至少一固態發光體,其可操作以產生藍光;及一光致發光波長轉換組件,其包括至少一磷光體材料之粒子及一光反射材料之粒子的一混合物,其中至少一磷光體材料及光反射材料之該混合物分佈於一較大覆蓋面積上,例如,至少0.8 cm2
的一面積。特定言之,包含一光反射材料與該磷光體材料的粒子可增加由該磷光體材料產生之光致發光的光。光致發光的光產生的增加源自該光反射材料增加該等光子與該磷光體材料之粒子碰撞的可能性。在一些實施例中,包含該光反射材料可針對一給定發射產物色彩及強度,潛在地將磷光體材料之使用減小33%或更多。本發明之一些實施例涉及其中將包含該磷光體材料的波長轉換組件提供於該發光體「遠端」的裝置,以減小從該發光體至該磷光體材料的熱傳遞。在此申請案之內文中,「遠端」及「遠端地」意指藉由例如一空氣間隙或光透射介質而在實體上分離。在遠端磷光體裝置中,該磷光體材料分佈於比該發光體之該發光表面的面積大很多的一面積上。根據本發明之一些實施例,其上分佈該磷光體材料及光反射材料的面積係該發光體之發光面積的至少五十倍。此外,在一些實施例中,該波長轉換組件位於距該發光體至少5 mm的一距離,且較佳地由一間隙(例如,一空氣間隙)分離。將該磷光體材料與該固態發射體分離減少至該磷光體材料的熱傳遞,且減小該磷光體材料的熱降解。
有利地,在一些實施例中利用的光反射材料具有儘可能高的一反射率,且較佳地具有至少0.9的一反射係數。該光反射材料可包括氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2
)、硫酸鋇(BaSO4
)或其等之一組合。較佳地,該光反射材料具有在0.01 μm至10 μm,0.01 μm至1 μm或0.1 μm至1 μm之一範圍內的一粒子尺寸。
一些實施例中之該磷光體材料較佳地具有在從2 μm至60 μm之一範圍內的一粒子尺寸,且通常在10 μm至20 μm的一範圍內的一粒子尺寸。據信在一些實施例中,該光反射材料的粒子尺寸較佳地小於該磷光體材料的粒子尺寸至少10倍係有利的。在一些實施例中,光反射材料對磷光體材料之重量百分比裝載可在0.01%至10%、0.1%至1%或0.5%至1%的一範圍內。
在一配置中,該波長轉換組件包括一光透射基板,其上磷光體及光反射材料之混合物作為至少一層而提供。該組件可經組態為一光透射窗,使得通過該組件的一比例之藍光將由該磷光體材料轉換為一不同色彩的光。或者,該組件可經組態為一光導(波導),且磷光體及光反射材料之混合物提供於該基板之一面的至少一部分上。有利地,磷光體及光反射材料的混合物藉由網版印刷而施覆至該基板之表面上。或者,該混合物可藉由噴墨印刷、旋塗或刮刀塗敷而沈積於該基板上。較佳地,該光透射基板包括丙烯酸、聚碳酸酯、環氧樹脂、聚矽氧或玻璃。
在另一配置中,該波長轉換組件包括一光透射基板,其具有遍及其體積而均勻地分佈的磷光體及光反射材料之混合物。較佳地,該光透射基板包括丙烯酸、聚碳酸酯、環氧樹脂、聚矽氧或玻璃。
在進一步配置中,該波長轉換組件係光反射的,且可包括一光反射表面,其上磷光體及光反射材料之混合物作為至少一層而提供。磷光體及光反射材料之混合物可藉由網版印刷、旋塗或刮刀塗敷而施覆至該光反射表面。該光反射表面可包括任意光反射表面,且較佳地具有至少0.9的一反射係數。該光反射表面可包括一拋光金屬表面,諸如銀、鋁、鉻;一光反射聚合物;一光反射紙或一光反射塗料。
在一些實施例中,該至少一固態發光體包括一LED,其可操作以產生具有在440 nm至480 nm之一波長範圍內的一峰值波長的藍光。或者,該(該等)固態發光體可包括一雷射或雷射二極體。
根據本發明之一些實施例之一進一步態樣,一固態發光裝置之一光致發光波長轉換組件包括至少一光致發光材料之粒子及一光反射材料之粒子的一混合物,其中至少一磷光體材料及光反射材料之混合物分佈於至少0.8 cm2
的一面積上。該光反射材料較佳地具有儘可能高的一反射係數,較佳地為至少0.9,且可包括MgO、TiO2
、BaSO4
粒子或其等之一組合。較佳地,該光反射材料具有在0.01 μm至10 μm,0.01 μm至1 μm或0.1 μm至1 μm之一範圍內的一粒子尺寸。
該(該等)磷光體材料較佳地包括一無機材料,諸如一正矽酸鹽、氮化物、硫酸鹽、氧氮化物、氧硫酸鹽或石榴石(YAG)材料,具有在2 μm至60 μm(且更特定地為10 μm至20 μm)之一範圍內的一粒子尺寸。
有利地,光反射材料對磷光體材料之重量百分比裝載在0.01%至10%、0.01%至1%、0.1%至1%或0.5%至1%之一範圍內。
該波長轉換組件可為光透射的或光反射的。在該組件係光透射時,該組件可經組態為一光透射窗,使得通過該組件的一比例之藍光將由該(該等)磷光體材料轉換為一不同色彩的光。或者,該組件可經組態為一光導(波導),且磷光體及光反射材料之混合物提供於該基板之一面的至少一部分上,或提供於接近該面的一層上。磷光體材料及光反射材料之混合物可(i)提供為該組件之該表面之至少一部分上的一層或多層,或(ii)遍及該光透射基板之體積而均勻地分佈。該光透射基板可包括一光透射聚合物,諸如丙烯酸、聚碳酸酯、環氧樹脂或聚矽氧或玻璃。在該波長轉換組件係光反射時,該波長轉換組件可包括一光反射表面,其上磷光體材料及光反射材料之混合物作為一層或多層而提供。該光反射表面可包括具有一較高反射係數(較佳地為至少0.9)的任何表面,包含銀、鋁、鉻的一金屬表面、一光反射聚合物、一光反射紙或卡、一光反射塗料。為了容易製造,該磷光體材料及該光反射材料之混合物可藉由印刷(較佳地為網版印刷或噴墨印刷)、旋塗或刮刀塗敷而提供於該組件上。
在一些實施例中,利用於該波長轉換組件內的光反射/散射材料具有經選擇的一粒子尺寸,使得比起該等粒子將散射由該等磷光體材料產生之光,其等將散射相對更多的藍光。例如,該光反射粒子尺寸可經選擇使得比起該等粒子將散射由該至少一磷光體材料產生之光,其等將散射相對至少兩倍的藍光。此確保將散射從該波長轉換層發射的一更大比例的藍光,藉此增加光子與一磷光體材料粒子交互作用的可能性,且導致產生光致發光的光。同時,磷光體產生的光可以被散射的一較低可能性通過。
該光反射/散射材料可體現於一分離層中,其鄰近、接近包含該磷光體材料的一層。該分離光反射層可用於替代將光反射/散射材料混合至與該磷光體材料相同的層中及/或除將光反射/散射材料混合至與該磷光體材料相同的層中之外而使用。在從與該磷光體材料混合之該光反射材料分離的光反射層中可使用相同或不同的反射材料。
本發明之實施例可應用於具有任意適宜形狀(無論平面或三維及包圍一些額外體積)的波長轉換組件。
根據本發明之一些實施例的又一進一步態樣,一發光標誌包括:至少一固態發光體,其可操作以產生藍光;及一光致發光標牌表面,其包括一光透射基板,其具有分佈於至少100 cm2
的一面積上的至少一磷光體材料之粒子及一光反射材料之粒子的一混合物。磷光體材料及光反射材料之混合物可經組態為一圖案,以定義一影像、圖像、字母、數字、裝置、圖案或其他標牌資訊。或者,例如為槽型文字(channel lettering)所需要的,該標牌表面之形狀可經組態以定義標牌資訊。
在該標誌係背光時,即該發光體位於該標牌表面後方,該標牌表面經組態為一光透射窗,使得通過該組件的一比例之藍光將由該磷光體材料轉換為一不同色彩的光,該標牌表面較佳地位於距該發光體至少5 mm的一距離處。或者,該標誌可為邊緣照亮的,且該基板經組態為一光導,且磷光體材料及光反射材料之混合物提供於該光導之一發光面的至少一部分上。在一些情況中,該基板將為平面的,且光可從該基板之一個或多個邊緣耦合至該光導。
在一些實施例中,該光反射材料具有0.01 μm至10 μm、0.01 μm至1 μm或0.1 μm至1 μm的一粒子尺寸,而該磷光體材料具有2 μm至60 μm且較佳地為10 μm至20 μm的一粒子尺寸。光反射材料對磷光體材料之重量百分比裝載可在0.01%至10%、0.01%至1%、0.1%至1%或0.5%至1%之一範圍內。該光反射材料可包括MgO、TiO2
、BaSO4
或其等之一組合。
磷光體材料及光反射材料之混合物有利地藉由網版印刷而提供於該基板上。或者,其可藉由噴墨印刷、旋塗或刮刀塗敷而沈積於該基板上。
該光透射基板可包括任意光透射材料,包含丙烯酸、聚碳酸酯、環氧樹脂、聚矽氧及玻璃。
根據本發明之又另一態樣,一固態發光標誌的一光致發光標牌表面包括一光透射基板,其具有分佈於至少100 cm2
的一面積上的至少一磷光體材料之粒子及一光反射材料之粒子的一混合物。
該標牌表面可經組態為一光透射窗,使得通過該組件的一比例之藍光將轉換為一不同色彩之光。或者,該基板可經組態為一光導,且磷光體材料及光反射材料之混合物提供於該光導之一發光面的至少一部分上,或接近於該光導之一發光面的至少一部分上。
該光反射材料可具有0.01 μm至10 μm、0.01 μm至1 μm或0.1 μm至1 μm的一粒子尺寸。該磷光體材料可具有2 μm至60 μm且較佳地在10 μm至20 μm之一範圍內的一粒子尺寸。在一些實施例中,光反射材料對磷光體材料之重量百分比裝載可在0.01%至10%、0.01%至1%、0.1%至1%或0.5%至1%的一範圍內。該光反射材料可包括MgO、TiO2
、BaSO4
或其等之一組合。
較佳地,磷光體材料及光反射材料之混合物藉由網版印刷而提供於該基板上。或者,其可藉由噴墨印刷、旋塗或刮刀塗敷而沈積。
該光透射基板可包括丙烯酸、聚碳酸酯、環氧樹脂、聚矽氧及玻璃。
為更充分理解本發明,根據本發明之實施例的固態發光裝置及標誌現將僅經由實例參考附圖而描述。
本發明之一些實施例主要探討包括一個或多個固態發光體(通常為LED)的發光裝置,該一個或多個固態發光體可操作以產生激發光(通常為藍色),其用於激發含有一光致發光材料(例如,磷光體材料)(諸如可激發藍光的一磷光體材料)粒子的一波長轉換組件。再者,該波長轉換組件包括與該磷光體材料合併的一光反射材料(在本文中亦稱為「光散射材料」)的粒子,以增強由該磷光體材料產生之光致發光的光。所增強之光產生源自該光反射材料增加由該(該等)發光體產生之光與該磷光體材料之粒子碰撞的數目。最終結果係減少使用於該等發光裝置之磷光體材料。
僅出於例證之目的,以下描述參考明確地體現為磷光體材料之光致發光材料而作出。然而,本發明可應用於任意類型之光致發光材料,諸如磷光體材料或量子點。一量子點係物質(例如,半導體)的一部分,其等之激發子被限制在所有三個空間維度中,該等激發子可由輻射能量激發,以發射一特定波長或波長範圍的光。因而,除非主張基於磷光體的波長轉換組件,否則本發明並不限於基於磷光體的波長轉換組件。再者,在此專利說明書中,相同參考數字用於指示相同部分。
圖1展示根據本發明之一實施例之一基於LED的白色發光裝置10的一示意圖。該裝置10包括一藍色發光LED 12及位於該LED遠端的一光致發光波長轉換組件14。如所展示,該波長轉換組件14可包括一光透射窗(基板)16,其在至少一面上具有一磷光體轉換層18。該磷光體轉換層18包括一可激發藍光的磷光體材料20之粒子、一光反射材料22之粒子及一光透射黏合劑材料24的一混合物。該光透射窗16可包括任意光透射材料,諸如聚合物材料,例如,聚碳酸酯、丙烯酸、聚矽氧或環氧樹脂或玻璃(諸如石英玻璃)。通常,為了容易製造,該光透射窗16係平面的,通常為圓盤形的形式,但其可取決於所要之應用而為正方形、矩形或其他形狀。在該光透射窗係圓盤形時,直徑可在約1 cm與10 cm之間,其係0.8 cm2
與80 cm2
之間之面積的一光學孔徑。在替代實施例中,預想該光透射窗16包括以一選擇的方向引導光之一光學組件,諸如一凸透鏡或凹透鏡。為減少從該LED 12至該波長轉換組件14的熱傳遞,尤其至該磷光體材料的熱傳遞,該波長轉換組件位於該LED遠端,實體上分離至少5 mm的一距離L。本發明之實施例涉及其中在該LED遠端提供該波長轉換組件及更重要的是該磷光體材料的裝置,以減少從該發光體至該磷光體材料的熱傳遞。在此申請案之內文中,遠端意指例如以一空氣間隙或光透射介質而在實體上分離。應瞭解,在遠端磷光體裝置中,該磷光體材料分佈於比該LED之該發光表面的面積(例如,0.03 cm2
)大很多的一面積上(例如,0.8 cm2
至80 cm2
)。通常,該磷光體材料分佈於該LED之發光面積的至少五十倍(通常至少100倍)的一面積上。
該藍色LED 12可包括基於GaN(基於氮化鎵)的一LED,其可操作以產生具有在440 nm至480 nm之一波長範圍內(通常為465 nm)的一峰值波長λ1
的藍光26。該藍色LED 12經組態以用藍色激發光26照射該波長轉換組件14,隨即由該磷光體材料20吸收一比例,且回應地發射一不同波長λ2
的光28,通常對於一冷白色發光裝置為黃-綠色。該裝置10之發射產物30(其經組態以呈現為白色)包括由該LED發射的光26及由該磷光體材料20產生的光28之組合。
該磷光體材料20及光反射材料22(其等為粉末之形式)按已知比例與該光透射黏合劑材料24徹底混合,該光透射黏合劑材料24諸如聚合物材料(例如,熱可固化或UV可固化聚矽氧或環氧樹脂材料),或一透明墨水,例如Nazdar'sUV可固化石版透明罩印PSLC-294。該混合物作為均一厚度的一層或多層而施覆至該窗16之面。在一較佳實施例中,該混合物藉由網版印刷而施覆至該光透射窗,且該層之厚度t藉由印刷次數而控制。如將對於熟習此項技術者顯而易見,該磷光體/反射材料之混合物可使用其他方法施覆,包含噴墨印刷、旋塗,或使用一刮刀(諸如一刮板)將該混合物橫掃於該表面上(例如,刮刀塗敷)。
在進一步實施例中預想將磷光體及光反射材料之混合物在該光透射窗中合併。例如,該磷光體及光反射材料混合物可與一光透射聚合物混合,且該聚合物/磷光體混合物被擠出或射出成型,以形成具有遍及該組件之體積而均勻地分佈的該磷光體及光反射材料的波長轉換組件14。
使該磷光體材料位於該LED遠端提供許多優點,也就是減少該磷光體材料的熱降解。再者,對比於其中該磷光體材料直接接觸該LED晶粒之發光表面而提供的裝置,遠端地提供該磷光體材料減少吸收由該LED晶粒背部散射的光。此外,使該磷光體位在遠端實現產生一更一致色彩及/或CCT的光,因為對比於將該磷光體直接提供於該LED晶粒之發光表面上,該磷光體材料係提供於大很多的一面積上。
該磷光體材料可包括一無機或有機磷光體,諸如一普通組合物A3
Si(O,D)5
或A2
Si(O,D)4
之基於矽酸鹽的磷光體,其中Si係矽,O係氧,A包括鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎂(Mg)或鈣(Ca),且D包括氯(Cl)、氟(F)、氮(N)或硫(S)。基於矽酸鹽的磷光體的實例揭示於以下美國專利中:US 7,575,697「Europium activated silicate-based green phosphor」(讓與給Intematix Corp.);US 7,601,276「Two phase silicate-based yellow phosphor」(讓與給Intematix Corp.);US 7,601,276「Silicate-based orange phosphor」(讓與給Intematix Corp.)及US 7,311,858「Silicate-based yellow-green phosphor」(讓與給Intematix Corp.)。該磷光體亦可包括基於鋁酸鹽的材料,諸如吾人同在申請中的專利申請案US2006/0158090「Aluminate-based green phosphor」及專利US 7,390,437「Aluminate-based blue phosphor」(讓與給Intematix Corp.)中所教示,一矽酸鋁磷光體如在同在申請中的申請案US2008/0111472「Aluminum-silicate orange-red phosphor」中教示,或一基於氮化物的紅色磷光體材料諸如在2009年12月7日申請的同在申請中的美國專利申請案12/632,550中所教示。應瞭解,該磷光體材料並不限於本文中描述之實例,且可包括任意磷光體材料,包含氮化物及/或硫酸鹽磷光體材料、氧氮化物及氧硫酸鹽磷光體或石榴石材料(YAG)。
該磷光體材料包括大體上為具有10 μm至20 μm且通常為15 μm數量級之直徑的球形形式的粒子。該磷光體材料可包括2 μm至60 μm之一尺寸的粒子。
該光反射材料22包括具有一較高反射率(通常為0.9或更高的一反射係數)的一粉末材料。該光反射材料之粒子尺寸通常在0.1 μm至10 μm之一範圍內,且在一較佳實施例中在0.1 μm至10 μm之一範圍內。光反射材料對磷光體材料之重量百分比裝載在0.1%至10%之一範圍內,且在一較佳實施例中在1%至2%之一範圍內。光反射材料之實例包含氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(TiO2
)、硫酸鋇(BaSO4
)及其等之組合。該光反射材料亦可包括一白色墨水,諸如Norcote International Inc.的超級白色墨水GN-027SA,其已包含一高度光反射材料(通常為TiO2
)之粒子。
在描述本發明之裝置的操作之前,將參考圖2描述一已知發光裝置的操作,其展示利用磷光體波長轉換的一基於冷白色LED的發光裝置的一示意圖。與本發明之裝置一樣,該已知裝置包含一波長轉換組件18,其包含遍及一光透射黏合劑24之體積而均勻分佈的磷光體材料粒子20。不像本發明之裝置,該等已知裝置並不包含一光反射材料的粒子。在操作中,來自該LED之藍光26由該光透射黏合劑24傳輸,直到其撞擊磷光體材料的一粒子。據信,一光子與一磷光體材料粒子的交互作用平均只有萬分之一導致光致發光的光的吸收及產生。光子與一磷光體粒子之交互作用之大部分(約99.99%)導致該光子之散射。由於散射過程的各向同性本質,平均一半的散射光子將在往回朝向該LED的方向中。測試指示通常全部入射藍光的約10%在往回朝向該LED的一方向中從該波長轉換組件散射且發射。對於一冷白色發光裝置,磷光體材料的量經選擇以允許全部入射藍光的約10%被發射穿過該窗,且促成發射產物的形成。該入射光的大部分(約80%)被該磷光體材料吸收,且重新發射為光致發光的光28。由於光致發光的光產生的各向同性本質,由該磷光體材料產生之約一半的光28將在朝向該LED的一方向中發射。結果,全部入射光的至多(↑)40%將發射為波長λ2
的光28,且促成該發射產物30的形成,而全部入射光的至多(↑)40%將在往回朝向該LED的一方向中發射為波長λ2
的光28。通常,朝向該LED發射的光由一反射鏡(未作圖式)重新引導,以增加該裝置的整體效率。
現參考圖3描述根據本發明之一些實施例的一冷白色發光裝置10之操作,圖3展示圖1之裝置之操作的一示意圖。本發明之裝置的操作類似於圖2,但額外地包含由該光反射/散射材料之粒子的反射或散射光(波長為λ1
及λ2
)。藉由包含一光反射材料與該磷光體材料之粒子,此可減少產生一給定色彩之發射產物所需的磷光體材料的量,例如,在一些實施例中減少多達33%。據信,光反射材料之粒子增加光子撞擊磷光體材料之一粒子的可能性,且因此對於一給定色彩之一發射產物,需要較少磷光體材料。
圖4係根據本發明之一些實施例之一發光裝置對於◆-0%、■-0.4%、▲-1.1%及●-2%之光反射材料之重量百分比裝載之發射強度對色度CIE x的一標繪圖。資料係針對網版印刷磷光體轉換層,其中該黏合劑材料包括Nazdar'sUV可固化石版透明罩印PSLC-294,且該磷光體材料包括Intematix公司的磷光體EY4453,其具有15 μm的一平均粒子尺寸。磷光體材料對透明墨水的重量比率係2:1的一比例。該光反射材料包括Norcote International Inc.的超級白色墨水GN-027SA。裝載光反射材料的數字指超級白色墨水對透明墨水的重量百分比。與每一資料點相關的較小參考數字指示形成該磷光體層所使用的印刷次數的數目「n」。應瞭解,印刷次數的數目直接與該磷光體層18之厚度及磷光體的數量成比例。橢圓32、34、36、38用於圈定具有實質上相同強度及CIE x值的發射產物的資料點。例如,指示類似強度及色彩的一發射產物的橢圓32可針對包括以下項目的一磷光體轉換層18產生:i)在沒有光反射材料的情況下,印刷3次,及ii)在2%裝載之光反射材料的情況下,印刷2次。此等資料指示藉由包含2%重量裝載的光反射材料,可使用包括約少33%的磷光體材料的一磷光體轉換層18產生相同色彩及強度的光。指示相同強度及色彩之發射產物的橢圓34針對包括以下項目的一磷光體轉換而產生:i)在沒有光反射材料的情況下,印刷4次,及ii)在0.4%裝載之光反射材料的情況下,印刷3次。此等資料指示對於此實施例,藉由包含0.4%重量裝載之光反射材料,可使用包括約少25%的磷光體的一磷光體轉換層產生相同色彩及強度的光。指示相同強度及色彩之發射產物的橢圓36針對包括以下項目的一磷光體轉換層產生:i)在沒有光反射材料的情況下,印刷4次,及ii)在1.1%裝載之光反射材料的情況下,印刷3次。此等資料指示,藉由包含1.1%重量裝載之光反射材料,可使用包括約少25%的磷光體的一磷光體轉換層產生相同色彩及強度的光。指示相同強度及色彩之發射產物的橢圓38針對包括以下項目的一磷光體轉換層產生:i)在0.4%重量裝載的光反射材料的情況下,印刷4次,及ii)在2%重量裝載之光反射材料的情況下,印刷3次。此等資料指示,藉由包含2%重量裝載之光反射材料,可使用包括約少25%的磷光體的一磷光體轉換層產生相同色彩及強度的光。點40(n=4,1.1%裝載)及42(n=4,2%裝載)暗示存在一飽合點,超過該飽合點,光反射材料裝載的增加導致發射強度的減小且對色彩影響極小。
圖5係根據本發明之另一實施例之一基於LED的白色發光裝置10的一示意圖。在此實施例中,該光透射基板16經組態為一光導(波導),且該磷光體轉換層18提供於該基板之一面(發光面)上。通常,該基板16係實質上平面的,且取決於應用可為圓盤形、正方形、矩形或其他形狀。在該基板係圓盤形時,該直徑可通常在約5 cm與30 cm之間,對應於約20 cm2
與約700 cm2
之間的面積的一發光面。在該基板形式係為正方形或矩形時,各邊可通常在約5 cm與40 cm之間,對應於約80 cm2
與約5000 cm2
之間的一發光面。在該基板16之非發光面(如所繪示之下方表面)上,可提供一層光反射材料44以防止來自該裝置後方的光發射。該反射材料44可包括一金屬塗層,諸如鉻,或一有光澤的白色材料,諸如一塑膠材料或紙。為最小化從該基板邊緣發射的光,該基板之邊緣較佳地包含一光反射表面(未作圖式)。一個或多個藍色LED 12經組態以將藍光26耦合至該基板16之一個或多個邊緣。在操作中,耦合至基板16的光26藉由全內反射而被導引遍及該基板16之整個體積。以大於一臨界角的角度撞擊該基板之發光面的光26將被發射通過該發光面,且進入該磷光體波長轉換層18。該裝置之操作與參考圖3描述的操作相同。如圖5中所指示,以離開該發光面的方向發射之磷光體產生的光46可重新進入該基板16,且最終由該光反射層44的反射而發射通過發光面。從該裝置發射的最終照明產物30係由該LED產生之藍光26及由該磷光體波長轉換層18產生之波長轉換的光28之組合。
圖6係一替代的基於LED的白色發光裝置10的一示意圖,其中該光透射基板16經組態為一光導(波導)。在此實施例中,該磷光體轉換層18提供於該基板相對於發光面的面上,且該光反射層44提供於該磷光體轉換層18上。
圖7展示根據本發明之一進一步實施例的一基於LED之白色發光裝置10的一示意圖。在此實施例中,該波長轉換組件14係光反射的,且包括一光反射表面48,其上施覆該磷光體轉換層18。如所展示,該光反射表面48可包括一抛物面表面,但其亦可包括任意表面,包含平面、凸面及凹面。為最大化從該裝置的光發射,該光反射表面儘可能具反射性,且較佳地具有至少0.9的一反射係數。該光反射表面可包括:一拋光金屬表面,諸如銀、鋁、鉻;一光反射聚合物;一光反射紙或一光反射塗料。為幫助熱消散,該光反射表面較佳地為導熱的。
圖7之發光裝置的操作繪示於圖8中且因其類似於圖3之操作,故不詳細描述。然而應瞭解,因為平均多達一半的LED光26將傳播通過該磷光體轉換層兩次,故該磷光體轉換層18之厚度可對比於具有一光透射波長轉換組件之配置(圖1及圖5)而為至多一半,即,t/2。由於將該磷光體材料提供於一光反射表面上,可在磷光體材料使用上以多達約50%的一進一步潛在縮減達成相同色彩的發射產物。應瞭解,圖6之實施例在操作上與圖7之操作類似,該光透射基板16用於將LED光26導引至該磷光體轉換層18。
雖然本發明已關於發光裝置加以描述,本發明之原理亦適用於利用光致發光波長轉換以產生一期望色彩的發射光的固態發光標牌,諸如Li等人的同在申請中的美國專利申請案US 2007/0240346 A1中所揭示,其說明書以引用之方式併入本文中。應瞭解,在此等發光標誌中,該波長轉換組件14可用作該光致發光標牌表面,以產生一期望色彩之標牌資訊。磷光體材料及光反射材料之混合物可經組態為一圖案,以在該光透射基板上定義一影像、圖像、字母、數字、裝置、圖案或其他標牌資訊。或者,例如為槽型文字所需要的,該標牌表面之形狀(即,該光透射基板)可經組態以定義標牌資訊。本發明在標牌表面之面積為幾百平方公分的標牌應用中尤其有利,此要求該磷光體材料分佈於100 cm2
的一最小面積上(10 cm×10 cm),且更通常超過幾百平方公分或甚至幾千平方公分。
該等標誌可為背光,即,該等LED位於例如一燈箱內的標牌表面後,且該標牌表面覆蓋該燈箱開口而提供。通常,該標牌表面位於距該等LED至少約5 mm的一距離處。或者,該標誌可為邊緣照亮的,且該光透射基板經組態為一光導,且磷光體材料及光反射材料之混合物提供於該光導之一發光面的至少一部分上。
在一些實施例中,該光反射材料包括二氧化鈦(TiO2
),但其亦可包括其他材料,諸如硫酸鋇(BaSO4
)、氧化鎂(MgO)、二氧化矽(SiO2
)或氧化鋁(Al2
O3
)。在一些實施例中,該光反射材料具有在1 μm至50 μm之一範圍內的一平均粒子尺寸,且更佳地在10 μm至20 μm之一範圍內。
在一些實施例中,利用於該波長轉換組件中的該光反射/散射材料具有經選擇的一粒子尺寸,使得比起該等粒子將散射由該(該等)光致發光(磷光體)材料產生之光,其等將散射相對更多激發(通常為藍色)光。例如,該光反射粒子尺寸可經選擇使得比起該等粒子將散射由該至少一磷光體材料產生之光,其等將散射相對至少兩倍的激發光。此確保將散射一更高比例之藍色激發光,增加光子與一磷光體材料粒子交互作用的可能性,且導致產生光致發光的光。同時,磷光體產生的光可以被散射的一較低可能性通過。
因為此辦法可進一步增加藍色光子與一磷光體材料粒子交互作用的可能性,需要較少磷光體材料以產生一選擇發射色彩。此配置亦可增加該波長轉換組件/裝置之發光效率。在利用藍色(400 nm至480 nm)激發光的一些實施例中,該光反射材料具有小於約150 nm的一平均粒子尺寸,且通常具有在100 nm至150 nm之一範圍內的一平均粒子尺寸。
該光反射/散射材料(即,用於優先散射藍光)可在與該磷光體材料相同的材料層中體現。
或者,該光反射/散射材料可置於鄰近或接近具有該磷光體材料的層的一分離層上。例如,根據本發明之一些實施例且如圖9中所展示,該波長轉換組件136按順序包括一光透射基板142;一光反射層144,其含有光反射粒子;及一波長轉換層146,其含有一個或多個磷光體(光致發光)及光反射材料的一混合物。如圖9中可見,該波長轉換組件136經組態使得在操作中,該波長轉換層146面對該等LED。根據本發明之一些實施例,該波長轉換組件136可按順序包括一光透射基板142;一光反射層144,其含有光反射粒子;及一波長轉換層146,其含有一個或多個磷光體(光致發光)材料。
該光透射基板142可為對380 nm至740 nm的一波長範圍內的光實質上透射的任意材料,且可包括一光透射聚合物(諸如聚碳酸酯或丙烯酸)或玻璃(諸如硼矽酸鹽玻璃)。在一些實施例中,該基板142包括直徑為φ=62 mm且厚度t1
通常為0.5 mm至3 mm的一平面圓盤。在其他實施例中,該基板可包括其他幾何形狀,諸如凸起或凹入之形式,諸如圓頂形或圓柱形。
該光擴散層144包括一光反射材料(較佳地為二氧化鈦(TiO2
))之粒子的一均勻厚度層。在替代配置中,該光反射材料可包括硫酸鋇(BaSO4
)、氧化鎂(MgO)、二氧化矽(SiO2
)、氧化鋁(Al2
O3
)或具有儘可能高的一反射率(通常為0.9或更高的一反射係數)的一粉末材料。該光反射材料粉末以已知比例與一光透射液體黏合劑材料徹底混合,以形成一懸浮液,且所得的混合物較佳地藉由網版印刷而沈積於該基板142之面上,以形成遮蓋該基板之整個面的厚度t2
(通常在10 μm至75 μm的一範圍內)的一均勻層。在該光擴散層144中,每單位面積之光繞射材料的量將通常在10 μg.cm-2
至5 mg.cm-2
之一範圍內。
雖然網版印刷係沈積該光擴散層144的一較佳方法,但其亦可使用其他技術而沈積,諸如狹縫模具式塗佈(slot die coating)、旋塗、滾塗、下拉式塗佈(drawdown coating)或刮刀塗敷。該黏合劑材料可包括一可固化液體聚合物,諸如聚合物樹脂、單體樹脂、丙烯酸、環氧樹脂(聚環氧化物)、聚矽氧或氟化聚合物。該黏合劑材料在其固化狀態中對由該(該等)磷光體材料及該等LED產生之所有波長的光實質上透射係重要的,且較佳地對於可見光譜(380 nm至800 nm)具有至少0.9的一透射係數。該黏合劑材料較佳地為UV可固化的,但其亦可為可熱固化的、基於溶劑的或其等之一組合。可UV固化或熱固化的黏合劑可為較佳的,因為不像基於溶劑的材料,其等並不在聚合作用期間「釋氣」。在一配置中,該光繞射材料之平均粒子尺寸在5 μm至15 μm之一範圍內,不過如上文所描述,其亦可在一奈米範圍(nm)內,且有利地在100 nm至150 nm的一範圍內。光反射材料對液體黏合劑之重量百分比裝載通常在7%至35%的一範圍內。
該波長轉換層146與該光擴散層144直接接觸而沈積,即沒有任何中介層或空氣間隙。該磷光體材料(其係粉末形式)以已知比例與一液體光透射黏合劑材料徹底混合,以形成一懸浮液,且所得的磷光體組合物(「磷光體墨水」)直接沈積於該反射層144上。該波長轉換層較佳地藉由網版印刷而沈積,但亦可使用其他沈積技術,諸如狹縫模具式塗佈、旋塗或刮刀塗敷。為消除該波長轉換層146與反射層144之間的一光學介面,且最大化這兩層之間的光透射,較佳地使用相同液體黏合劑材料製造兩個層;即,聚合物樹脂、單體樹脂、丙烯酸、環氧樹脂、聚矽氧或氟化聚合物。
根據本發明之一磷光體波長轉換組件136的一進一步實例繪示於圖10中。與圖9之該波長轉換組件一樣,該組件包括一光透射基板142、一光擴散層144及一波長轉換層146。根據本發明,該光擴散層144及該波長轉換層146彼此直接接觸而沈積。同樣地,在操作中,該波長轉換組件經組態使得該波長轉換層146面對該等LED。
在操作中,由該等LED產生之藍色激發光128傳播通過該波長轉換層146,直到其撞擊磷光體材料的一粒子。據信,一光子與一磷光體材料粒子的交互作用平均只有萬分之一導致光致發光的光138的吸收及產生。光子與一磷光體粒子之交互作用之大部分(約99.99%)導致該光子之散射。由於散射過程的各向同性本質,平均一半的光子將在往回朝向該LED的一方向中散射。測試指示通常全部入射藍光128的約10%在往回朝向該LED的一方向中從該波長轉換組件136散射且發射。對於一冷白色發光裝置,磷光體材料的量經選擇以允許全部入射藍光的約10%從該波長轉換組件發射,且促成發射產物140的形成。該入射光的大部分(約80%)被該磷光體材料吸收,且重新發射為光致發光的光138。由於光致發光產生的各向同性本質,由該磷光體材料產生之約一半的光138將在一朝向該LED之方向中被發射。結果,全部入射光的僅至多約40%將發射為波長λ2
的光138,且促成該發射產物140的形成,全部入射光的剩餘部分(至多約40%)將在往回朝向該LED的一方向中發射為波長λ2
的光138。從該波長轉換組件136朝向該等LED發射的光由一反射腔室之光反射表面重新引導,以促成該發射產物的形成,且增加該裝置之整體效率。
添加由一光反射材料之粒子組成的一光擴散層144可實質上減少產生一選擇色彩之發射光所需的磷光體材料的數量。該擴散層144藉由將光反射回該波長轉換層146中而增加一光子將導致產生光致發光的光的可能性。包含與該波長轉換層直接接觸的一反射層可減少產生一給定色彩的發射產物所需的磷光體材料的量,例如在一些實施例中減少多達40%。
因此,預想組態該光擴散層,使得比起其散射由該磷光體材料產生的光,其選擇性地散射更多由該等LED產生之藍色激發光。此一光擴散層確保從該波長轉換層發射的一更高比例的藍光將被散射,且由該光反射材料引導回該波長轉換層中,增加該光子與一磷光體材料粒子交互作用的可能性,且導致產生光致發光的光。同時,磷光體產生的光可以被散射的一較低可能性通過該擴散層。因為該擴散層增加藍色光子與一磷光體材料粒子交互作用的可能性,產生一選擇之發射色彩需要較少磷光體材料。
再者,此一配置亦可增加該波長轉換組件/裝置之發光效率。藉由適當選擇該光散射材料之平均粒子尺寸,可組態該光擴散層使得其散射藍光比散射其他色彩(也就是綠色及紅色)更容易。圖11展示紅光、綠光及藍光的相對光散射對照TiO2
平均粒子尺寸(nm)的標繪圖。如從圖11可見,具有100 nm至150 nm的一平均粒子尺寸的TiO2
粒子比起其等將散射綠光(510 nm至550 nm)或紅光(630 nm至740 nm),散射藍光(450 nm至480 nm)可能超過兩倍。例如,具有100 nm的一平均粒子尺寸的TiO2
粒子比起其等將散射綠光或紅光,將以近三倍(2.9=0.97/0.33)散射更多藍光。對於具有200 nm的一平均粒子尺寸的TiO2
粒子,比起其等將散射綠光或紅光,其等將散射超過兩倍(2.3=1.6/0.7)的藍光。根據本發明之一些實施例,該光繞射粒子尺寸較佳地經選擇使得該等粒子將散射比由該(該等)磷光體材料產生之光相對至少兩倍的藍光。包含由光反射粒子(與由該磷光體材料產生之波長的光相比,其優先散射對應於由該等LED產生之波長的光)組成的一光反射層的一波長轉換組件的概念以其自身條件被視為係發明性的。
因此,該光反射/散射材料可以鄰近或接近包含該磷光體材料的一層的一分離層體現。該分離光反射層可用於替代將光反射/散射材料混合至與該磷光體材料相同的層中,及/或除了將光反射/散射材料混合至與該磷光體材料相同的層中之外而使用。在從與該磷光體材料混合之該光反射材料分離的光反射層中,可使用相同或不同的反射材料。
本文中揭示之發明性概念可應用於涵蓋任意適宜形狀的波長轉換組件。例如,考慮繪示於圖12及圖13中的LED照明裝置200,其展示代替一白熾燈泡的一固態燈泡。
該LED照明裝置200包括一照明基座204,其包含一螺紋基座206。螺紋基座206經組態以安裝於標準燈泡插座中,例如實施為一標準愛迪生螺紋基座。一外包體208可繞該LED照明裝置200的上方部分延伸。該外包體208係一光透射材料(例如,玻璃或塑膠),其對該LED照明裝置200提供保護及/或擴散性質。
LED照明裝置200包括一波長轉換組件202,其具有從一照明基座204延伸的一伸長圓頂形。該藍色LED裝置12位於該照明基座204的頂面上,在該波長轉換組件202之下。該波長轉換組件202的三維本質建立圍繞體積四周且在該等LED 12上方的一相對較大形狀。在一照明裝置200中對該波長轉換組件202使用三維形狀允許某些功能性優點,諸如對由該照明裝置200發射的光執行光塑形。
然而,該波長轉換組件202的此等類型的三維形狀亦對應於一相對較大體積的波長轉換組件,其需要用足夠量的磷光體材料裝填。在先前技術辦法的情況下,因此將需要一明顯較大量的磷光體材料,以製造此等波長轉換組件202。可利用本發明之實施例以減少製造此等波長轉換組件202所需的磷光體的量。特定言之,該波長轉換組件202包括磷光體及一反射材料的一混合物。因為該波長轉換組件202內的反射性材料具有散射光的性質,此減少用於該波長轉換組件202所需的磷光體的量。
在一些實施例中,可將一光擴散層(未作圖式)添加至該波長轉換組件202(除了與該等磷光體混合的反射材料外,及/或替代與該等磷光體混合的反射材料),以減少製造該波長轉換組件202所需的磷光體材料的量。該光反射材料可利用任意適宜材料,諸如經選擇為足夠小的光散射粒子,以更可能散射藍光。
因此,已描述用於實施基於LED的照明裝置及/或減少製造此等裝置及組件所需的光致發光材料的量的波長轉換組件的一改良辦法。
應瞭解,根據本發明之發光裝置並不限於所描述的例示性實施例,且在本發明之範圍內可作出變動。例如,雖然本發明已關於基於LED的發光裝置加以描述,但本發明亦適用於基於其他固態發光體(包含固態雷射及雷射二極體)的裝置。
10...基於發光二極體的白色發光裝置
12...藍色發光二極體
14...波長轉換組件
16...光透射窗
18...磷光體轉換層
20...磷光體材料粒子
22...光反射材料
24...光透射黏合劑
26...由發光二極體產生的光
28...由磷光體材料產生的光
30...發射產物
32...橢圓
34...橢圓
36...橢圓
38...橢圓
40...點
42...點
44...光反射層
46...磷光體產生的光
48...光反射表面
128...入射藍光
136...波長轉換組件
138...光致發光的光
140...發射產物
142...光透射基板
144...光反射層/光擴散層
146...波長轉換層
200...發光二極體照明裝置
202...波長轉換組件
204...照明基座
206...螺紋基座
208...外包體
圖1係根據本發明之一實施例之一基於LED的發光裝置的示意圖;
圖2係繪示一已知發光裝置之操作原理的一示意圖;
圖3係繪示圖1之發光裝置之操作原理的一示意圖;
圖4係根據本發明之一基於LED的發光裝置對於不同重量百分比裝載之光反射材料的發射強度對色度CIE x的一標繪圖。
圖5係根據本發明之一替代實施例的一基於LED的發光裝置之一示意圖;
圖6係根據本發明之另一實施例的一基於LED的發光裝置之一示意圖;
圖7係根據本發明之一進一步實施例之一基於LED的發光裝置之一示意圖;
圖8係繪示圖7之該發光裝置之操作原理的一示意圖;
圖9係根據本發明之一實施例的一磷光體波長轉換組件的一示意圖;
圖10係根據本發明之另一實施例的一磷光體波長轉換組件的一示意圖;
圖11展示紅光、綠光及藍光之相對光散射對於光繞射粒子尺寸(nm)的標繪圖;
圖12繪示根據本發明之一進一步實施例的一基於LED的發光裝置;及
圖13繪示根據本發明之一進一步實施例之圖12之基於LED的發光裝置之一橫截面圖。
10...基於發光二極體的白色發光裝置
12...藍色發光二極體
14...波長轉換組件
16...光透射窗
18...磷光體轉換層
26...由發光二極體產生的光
28...由磷光體材料產生的光
30...發射產物
Claims (22)
- 一種發光裝置,其包括:至少一固態發光體,其可操作以產生激發光,其中該激發光包含藍光,其具有大於或等於440nm之一波長;及一光致發光波長轉換組件,其包括至少一光致發光材料之粒子及一光反射材料之粒子的一混合物,其中該光致發光波長轉換組件係經組態使得在操作中,由該至少一固態發光體所產生之該激發光之一部分係經由該光致發光波長轉換組件而被發射以貢獻至一最終可見發射產物,及其中該光致發光波長轉換組件從由以下組成之群組選擇:一光透射基板,於其上提供該光致發光材料及該光反射材料之該混合物作為至少一層,或遍及該光透射基板之體積而均勻地分佈(homogeneously distributed)的該光致發光材料及該光反射材料的該混合物;一光導,其具有在該光導之一面之至少一部分上所提供之該光致發光材料及該光反射材料之該混合物;及一光反射表面,於其上提供該光致發光材料及該光反射材料之該混合物作為至少一層。
- 如請求項1之發光裝置,其中分佈該光致發光材料及該光反射材料之該混合物的一面積為該發光體之發光面積的至少五十倍。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光致發光波長轉換組件可位於距該至少一固態發光體至少5mm的一距離處。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光反射材料具有在從由以下組成之群組選擇之一範圍內的一粒子尺寸:0.01μm至10μm、0.01μm至1μm及0.1μm至1μm。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光反射材料對該至少一光致發光材料之一重量百分比裝載在從由以下組成之群組選擇的一範圍內:0.01%至10%、0.01%至1%、0.1%至1%及0.5%至1%。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光反射材料從由以下組成之群組選擇:氧化鎂、二氧化鈦、硫酸鋇及其等之組合。
- 如請求項1之發光裝置,其中該至少一固態發光體包括一LED,其可操作以產生具有在440nm至480nm之一波長範圍內的一峰值波長的藍色激發光。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光致發光材料及該光反射材料之該混合物分佈於至少0.8cm2 的一面積上。
- 如請求項1之發光裝置,其中該光反射材料之該等粒子對應於一粒子尺寸,使得該等粒子散射比由該至少一光致發光材料產生之光相對更多的激發光。
- 如請求項1之發光裝置,其進一步包括一光擴散層,其鄰近於該光致發光波長轉換組件。
- 如請求項10之發光裝置,其中該光擴散層包括對應於一粒子尺寸的一光反射材料之粒子,使得該等粒子散射比 由該至少一光致發光材料產生之光相對更多的激發光。
- 如請求項11之發光裝置,其中該光反射材料具有在100nm至150nm之一範圍內的一粒子尺寸。
- 如請求項1之發光裝置,其中該至少一光致發光材料包括磷光體或量子點。
- 如請求項1之發光裝置,其經組態為一發光標誌。
- 一種用於一固態發光裝置的波長轉換組件,其包括至少一光致發光材料之粒子及一光反射材料之粒子的一混合物,其中該波長轉換組件係經組態使得在操作中,一激發光之一部分係經由該波長轉換組件而被發射以貢獻至一最終可見發射產物,其中該激發光包含藍光,其具有大於或等於440nm之一波長;及其中該波長轉換組件從由以下組成之群組選擇:一光透射基板,於其上提供該光致發光材料及該光反射材料之該混合物作為至少一層,或遍及該光透射基板之體積而均勻地分佈(homogeneously distributed)的該光致發光材料及該光反射材料的該混合物;一光導,其具有在該光導之一面之至少一部分上所提供之該光致發光材料及該光反射材料之該混合物;及一光反射表面,於其上提供該光致發光材料及該光反射材料之該混合物作為至少一層。
- 如請求項15之波長轉換組件,其中該光反射材料具有在從由以下組成之群組選擇的一範圍內的一粒子尺寸:0.01μm至10μm、0.01μm至1μm及0.1μm至1μm。
- 如請求項15之波長轉換組件,其中該光反射材料對該至少一光致發光材料之一重量百分比裝載在從由以下組成之群組選擇的一範圍中:0.01%至10%、0.01%至1%、0.1%至1%及0.5%至1%。
- 如請求項15之波長轉換組件,其中該至少一光致發光材料及該光反射材料之該混合物分佈於至少0.8cm2 的一面積上。
- 如請求項15之波長轉換組件,其中該光反射材料之該等粒子對應於一粒子尺寸,使得該等粒子散射比由該至少一光致發光材料產生之光相對更多的激發光。
- 如請求項19之波長轉換組件,其中該光反射材料具有在100nm至150nm之一範圍內的一粒子尺寸。
- 如請求項15之波長轉換組件,其進一步包括一光擴散層。
- 如請求項21之波長轉換組件,其中該光擴散層包括對應於一粒子尺寸的一光反射材料之粒子,使得該等粒子散射比由該至少一光致發光材料產生之光相對更多的激發光。
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