波长转换部件与远程磷光体型发光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于通过磷光体(phosphor)来转换来自光源的光并有效地沿所期望的方向来发射所转换的光的波长转换部件，并且涉及其中波长转换部件与发光二极管被布置为彼此远离的远程磷光体型发光装置。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)是当前可用的最有效率的光源之一。特别地，白光LED作为取代白炽灯、焚光灯(fluorescent lamp)、冷阴极焚光灯(CCFL)背光源和卤素灯的下一代光源正快速扩大其市场份额。作为用于实现白光LED的配置，基于蓝光发光二极管(蓝光LED)与在受蓝光激发时发出较长波长的光(例如，黄光或绿光)的磷光体的结合的白光LED已经投入实际应用。此外，使用此类白光LED的LED照明也已经投入实际应用。
[0003]白光LED具有这样的结构:磷光体被布置于蓝光LED上或附近，状态为混合于树脂或玻璃中，使得部分蓝光被转换成波长较长的光。其中白光通过由实际上与蓝光LED联合的磷光体层进行的波长转换来获得的并且可以称为白光LED元件的这种系统是白光LED的主流。
[0004]此外，还有基于其中磷光体被布置于离蓝光LED几毫米到几十毫米的距离处使得来自蓝光LED的蓝光部分地或完全地由磷光体进行波长转换的系统的发光装置。特别是在磷光体的特性易于由LED产生的热量降低的情况下，磷光体相对LED的远程布局在提高发光装置的效率方面以及在抑制色调的变化方面是有效的。包含按此方式布置于相对LED光源的远程处的磷光体的波长转换部件称为远程磷光体，并且这样的发光系统称为远程磷光体系统。远程磷光体型发光系统具有在用于照明时确保改进的整体颜色均匀性的优点，并且近年来已经进行了研究。
[0005]在上述远程磷光体型发光装置中，一般地，白光通过其中具有散布于树脂或玻璃内的黄光发光磷光体颗粒、绿光发光磷光体颗粒以及红光发光磷光体颗粒(可选)的波长转换部件作为远程磷光体布置于例如蓝光LED前面的配置来获得。用于远程磷光体的磷光体实例包括:氧化物磷光体，例如,Y3Al5O12: Ce、(Y, Gd) 3 (Al1Ga)5O12: Ce, (Y, GcO3Al5O12: Ce、Tb3Al5O12 = Ce和(Sr, Ca, Ba)2Si04:Eu，特别是石植石结构的氧化物磷光体；娃酸盐磷光体，例如，β -SiAlONiEu ;以及红光发光磷光体。红光发光磷光体的实例包括复合氟化物磷光体以及氮化物磷光体，例如，CaAlSiN3:Eu2+和Sr-CaAlSiN 3:Eu'
[0006]常见的发光装置通常用于在指定方向上的或指定区域内的照明。另一方面，由包含于远程磷光体内的磷光体发出的光是各向同性的；因此，由远程磷光体发出的光具有以下弱点:光同样会发射到除光将要用于照明的指定方向或区域外的其他方向或区域。在使用远程磷光体的发光装置中，对于由发光装置发射到除光将要照射的指定方向或区域外的其他方向或区域的光，已经有人进行了通过将反射部件并入发光装置内来提高照射效率的尝试。但是，常规的反射部件的效果有限。因而，在实践中，在由远程磷光体发出的光当中，发射到不是光将要照射的指定方向或区域的其他方向或区域的部分大部分都损失了，没有得到利用。
[0007]在照明器中，朝照明器的前侧、横向侧和后侧发射的部分光的比例、传播方式和色度是设计照明空间时的重要因素。允许进行对各个方向的光量分布和色度分布予以考虑的设计以便满足待照明的空间的设计基准要求的发光装置并不常见；因而，对照明空间的设计存在限制。
[0008]引f列表
[0009]专利文献1:JP_A 2011-256371
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供用于通过磷光体来转换来自光源的光并且沿所期望的方向有效地发射所转换的光的波长转换部件，特别是适合用于远程磷光体型发光装置中的波长转换部件，以及能够在没有损失的情况下有效地利用在由波长转换部件的磷光体发射的光当中沿除预定的照射方向外的其他方向发射的光的远程磷光体型发光装置。此外，本发明的另一个目的是提供在关于任意方向的发光强度分布和色度方面具有高自由度的波长转换部件，以及在设计照明空间方面提供高自由度的远程磷光体型发光装置。
[0011]本发明人研究了含有用于吸收具有预定波长的光，转换光的波长并发射所产生的具有已转换的波长的光的磷光体的波长转换部件，以及使用这样的波长转换部件的远程磷光体型发光装置。作为研究的结果，本发明人发现，在含有磷光体的波长转换部件内，当激发光照射到磷光体上时，经波长转换的光由波长转换部件按照各向同性的方式朝激发光入射侧、相反侧及横向侧发射，并且部分激发光传输通过波长转换部件。在使用这样的波长转换部件的发光装置中，由发光装置沿除所期望的照射方向外的其他方向发射的大部分光对光的预定照射的贡献率是低的，并且因此作为光能而被浪费掉。注意到这些点，本发明人认为，如果这样浪费掉的光能能够被有效地利用，则能够实现具有提高照度的发光装置。
[0012]基于该考虑，本发明人为了满足上述要求而进行了广泛且深入的研究。结果，本发明人发现，在发光部件通过使含有透明或半透明的聚合物材料和磷光体的混合物成型而形成的情形中，并且当用于将由磷光体发射出的光朝发光部件侧反射的反射层被层压于发光部件的部分表面上以获得波长转换部件时(并且，特别地，当波长转换部件用于远程磷光体型发光装置中时)，由波长转换部件内的磷光体发射出的另外沿着除所期望的光照射方向外的其他方向传播的光能够被引导到所期望的光照射方向上，由此在所期望的光照射方向上的照度能够被有效地提高。而且，还发现，当反射层仅被层压于发光部件的表面的指定部分上时，在控制着照度和色度的情况下，光能够由发光装置不仅朝前侧而且广泛地朝后侧和横向侧照射，待照明的空间能够通过在每个光照射方向的基础上控制照度和色度而不同地照亮，并且能够提供在现有技术中不可获得的新型发光装置。基于这些发现，本发明已经被完成。
[0013]因此，本发明提供如下的波长转换部件和远程磷光体型发光装置。
[0014]在一个方面中，本发明提供了包含发光部件以及层压于发光部件的部分表面上的反射层的波长转换部件，该发光部件是包含透明的或半透明的聚合物材料和磷光体的混合物的成型对象，该反射层是为反射由磷光体朝发光部件侧发射的光而采用的。
[0015]在优选的实施例中，波长转换部件包含其中不同的磷光体相互混合的至少两个层。
[0016]优选地，反射层在发光部件侧具有镜面。
[0017]同样优选地，聚合物材料是选自热塑性树脂和热固性树脂的至少一种树脂。
[0018]同样优选地，磷光体吸收具有达470nm的波长的光并且发射出可见光。
[0019]在其他优选的实施例中，基于作为正方向的发光部件的一个发光方向，反射层被层压于发光部件的部分或整个后方侧的表面和/或发光部件的部分或整个横向侧的表面上。
[0020]在另一个方面中，本发明提供包含上述那个方面的波长转换部件和发光二极管的远程磷光体型发光装置，其中该波长转换部件和该发光二极管被布置为相互远离的，气体层或真空层介于其间，并且来自发光二极管的光穿过反射层没有被层压于其上的表面进入波长转换部件内。
[0021]在优选的实施例中，磷光体是吸收具有达470nm的波长的光并发射出可见光的磷光体。优选地，发光二极管发射出具有达470nm的波长的光。
[0022]在其他优选的实施例中，基于作为正方向的发光装置的光照射方向，反射层被层压于发光部件的部分或整个后方侧的表面和/或发光部件的部分或整个横向侧的表面上。
[0023]本发明的有益效果
[0024]在用于通过磷光体来转换来自光源的光并沿所期望的方向照射已转换的光的波长转换部件中，由波长转换部件内的磷光体发射出的沿着除所期望的照射方向外的其他方向发射的光能够被有效地利用，没有损失。另