使用光致发光波长转换组件的固态灯的制作方法_3

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端的光发射。通过降低或消除来自所述组件端的光发射 降低沿着所述灯的轴170的总体发射强度。
[0058] 在一些实施例中,光致发光材料包括磷光体。只为说明的目的,下列描述参考具体 体现为磷光体材料的光致发光材料。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)。量子点是物质(例如,半导体)的部分,所述物质的激子受局限于 可通过辐射能量激发以发射特定波长或波长范围的光的所有三维空间中。
[0059] -或多种磷光体材料可包含无机或有机磷光体(例如,例如一般组合物 八 351(0,0)5或4251(0,0)4的硅酸盐基磷光体,其中51是硅,0是氧,4包含锶(5〇、钡 (Ba)、镁(Mg)或钙(Ca)且D包含氯(Cl)、氟(F)、氮(N)或硫(S)。硅酸盐基磷光体的 实例揭不于美国专利US7,575,697B2"娃酸盐基绿色磷光体(Silicate-basedgreen phosphors)"、US7,601,276B2 "两相娃酸盐基黄色磷光体(Twophasesilicate-based yellowphosphors)"、US7,655, 156B2 "娃酸盐基澄色磷光体(Silicate-based orangephosphors)" 及US7,311,858B2 "娃酸盐基黄绿色磷光体(Silicate-based yellow-greenphosphors)"中。磷光体还可包含错酸盐基材料(例如如同在申请中的专 利申请案US2006/0158090Al"新颖错酸盐基绿色磷光体(Novelaluminate-basedgreen phosphors)" 及专利US7,390,437B2"错酸盐基蓝色磷光体(Aluminate-basedblue phosphors) "中所教示)、铝硅酸盐磷光体(如同在申请中的申请案US2008/0111472Ar'铝 娃酸盐基橙红色磷光体(Aluminum-silicateorange-redphosphor)"中所教示)或基 于氮化物的红磷光体材料(如同在申请中的美国专利申请案US2009/0283721Al"基于 氮化物的红磷光体(Nitride-basedredphosphors)"及国际专利申请案W02010/074963 Al"RGB(红-绿-蓝)发光系统中基于氮化物的红光发射(Nitride-basedred-emitting inRGB(red-green-blue)lightingsystems) "中所教示)。应了解,磷光体材料不限于所 描述的实例且可包含任何磷光体材料,包含氮化物及/或硫酸盐磷光体材料、氮氧化物及 含氧硫酸盐磷光体或石榴石材料(YAG)。
[0060] 量子点可包括不同材料,例如硒化镉(CdSe)。通过与量子点的纳米晶体结构关联 的量子限制效果实现由量子点产生的光的颜色。每一量子点的能量级直接相关于所述量子 点的大小。例如,较大量子点(例如,红色量子点)可吸收及发射具有相对较低能量(即, 相对较长波长)的光子。另一方面,橙色量子点(其具有较小大小)可吸收及发射具有相 对较高能量(较短波长)的光子。此外,为了避免量子点中的镉的毒性,预想日光面板使用 无镉量子点及稀土元素(RE)掺杂氧化物胶状磷光体纳米粒子。
[0061 ] 合适量子点的实例包含:CdZnSeS(硫化镉锌硒)、CdxZn1xSe(硒化镉锌)、CdSexS1x (硫化镉硒)、CdTe(碲化镉)、CdTexS1x (硫化镉碲)、InP(磷化铟)、InxGa1XP(磷 化铟镓)、InAs(砷化铟)、CuInS2 (硫化铜铟)、CuInSe2 (硒化铜铟)、CuInSxSe2x (硒化铜 铟硫)、CuInxGa1XS2 (硫化铜铟镓)、CuInxGa1xSe2 (硒化铜铟镓)、CuInxAl1xSe2 (硒化铜铟 铝)、CuGaS2 (硫化铜镓)及CuInS2xZnS1x (硒化铜铟硒锌)。
[0062] 所述量子点材料可包括在洋葱状结构中含有不同材料的芯体/壳纳米晶体。例 如,上文描述的示范性材料可用作用于所述芯体/壳纳米晶体的芯体材料。
[0063] -种材料中的芯体纳米晶体的光学性质可通过生长另一材料的外延型壳而改变。 取决于需求,所述芯体/壳纳米晶体可具有单个壳或多个壳。可基于能隙工程设计来选择 壳材料。例如,所述壳材料可具有大于芯体材料的能隙,使得所述纳米晶体的壳可将光学活 性芯体的表面与其周围介质分开。
[0064]在镉基量子点的情况中(例如,CdSe量子点),可使用化学式CdSe/ZnS、CdSe/CdS、 CdSe/ZnSe、CdSe/CdS/ZnS或CdSe/ZnSe/ZnS合成所述芯体/壳量子点。类似地,对于CuInS2 量子点可使用化学式CuInS2/ZnS、CuInS2/CdS、CuInS2/CuGaS2、CuInS2/CuGaS2/ZnS等合成所 述芯体/壳量子点。
[0065] 如图2中所示,光致发光波长转换组件150安装于基座130顶部上的LED上方且 完全围封所述LED150。灯100可进一步包括光扩散封套或盖210,其安装到所述主体的灯 座且围封组件180。盖210可包括玻璃或并有或具有光扩散(散射)材料的层的光透射聚 合物,例如聚碳酸酯、丙烯酸、PET或PVC。光扩散材料的实例包含氧化锌(ZnO)、二氧化钛 (TiO2)、硫酸钡(BaSO4)、氧化镁(MgO)、二氧化硅(SiO2)或三氧化二铝(Al2O3)的粒子。
[0066] 图3展示光致发光波长转换组件180的示意性分解透视图。如图3中所示,组件 190可包括空心圆柱形管,所述空心圆柱形管具有直径:0的孔及轴向长度L。在示范性实施 例中展示所述组件的长度是所述组件的孔直径的大约四倍,且所述组件180在轴向方向中 的纵横比(长度与孔直径的比)是大约4:1。所述组件的相对尺寸及形状可影响所述组件 的径向发射模式,且所述组件经配置以赋予所需发射模式(通常全向)。对于A-19灯泡,所 述组件的孔_0介于约Imm与IOmm之间。在所述组件190的制造期间,所述光致发光材料可 均质地分布遍及组件190的体积。所述光致发光材料的壁厚度通常介于200ym与2mm之 间。
[0067] 反射器200可包括光反射圆形盘,其安装到所述组件的末端以覆盖所述组件的端 面。方便地,反射器200可包括射出模制部分,其由光反射塑料材料构成。替代地,所述反 射器可包括金属性组件或具有金属化表面的组件。
[0068] 由于所述组件具有恒定截面,所以其可容易地使用挤压方法制造。可使用光透射 热塑性(热软化)材料(例如,聚碳酸酯、丙烯酸或使用热挤压工艺的低温玻璃)形成所述 组件。替代地,所述组件可包括热固性材料或UV可固化材料(例如,硅氧烷或环氧树脂材 料)且使用冷挤压方法形成。挤压的益处为其是相对廉价的制造方法。
[0069] 替代地,可通过射出模制形成所述组件,然而此方法趋向于比挤压更昂贵。由于所 述组件具有恒定截面,所以可使用射出模制形成所述组件,而不需使用昂贵的可折叠线圈 架。在其它实施例中,可通过铸造形成所述组件。
[0070] 另一可能方法是通过形成柔性片材以包含磷光体及/或量子点且随后将所述片 材辊乳成用于所述组件的所需形状及尺寸来制造所述组件。所述磷光体可作为层施加到所 述片材上(例如,通过涂布、印刷或其它合适的沉积方法)。替代地,所述磷光体可并入到所 述柔性片材内。
[0071] 在操作中,LED150产生蓝色激发光,此激发光的部分在波长转换组件180内激发 光致发光材料,此波长转换组件180作为响应而通过光致发光的过程产生另一波长(颜色) (通常黄色、黄色/绿色、橙色、红色或其组合)的光。蓝色LED产生的光的部分与所述光致 发光材料产生的光组合以赋予所述灯白色发射产物。
[0072] 根据本发明的实施例的光致发光组件的特定益处是除改善发射分布模式外,其还 可改善总光发射效率。例如,初级测试指示所描述的空心管状波长转换组件可赋予大于已 知波长转换组件的总体光发射。相信发射效率的增大起因于具有高纵横比的组件,相信其 降低放置于所述组件开口的LED重新吸收光的可能性。
[0073] 根据本发明的实施例的光致发光波长转换组件的进一步优势是其光发射类似于 常规白炽灯泡的灯丝。
[0074] 图4是根据本发明的使用光致发光波长转换组件的LED烛光形灯泡的示意性部分 截面视图。在此实施例中,光致发光波长转换组件180包括细长管状组件,其中光致发光材 料并入到包括所述组件的材料中且均质地分布遍及组件材料的体积中。
[0075]图5是根据本发明的使用光致发光波长转换组件的LED灯泡的示意性部分截面视 图。在此实施例中,光致发光波长转换组件180包括管状组件,其中光致发光材料并入到包 括所述组件的材料中。组件180安装到空心光透射管220,且所述组件具有一定长度使得其 只覆盖管220在LED150远端的端部分。组件180可包括半柔性材料,且所述组件(其包 括套筒)在管220上方滑动。任选地,如通过粗实线230指示,管220的未被磷光体覆盖的 部分(即,所述管的接近LED的部分)可包含光反射表面以防止从所述管的此部分的光发 射。
[0076]图6是根据本发明的实施例的使用光致发光波长转换组件的LED灯泡的示意性部 分截面视图。在此实施例中,光致发光波长转换组件180包括管状组件,其中光致发光材料 并入到包括所述组件的材料中。多个LED150安装到配置为圆形阵列的环形MCPCB160上。 导热光反射管状通道240同轴安装于所述组件内且与基座130及主体110热连通。光反射 通道240通过反射器200,此反射器200是环形的且具有通向周围环境的圆形开口 250。鳍 片110之间的多个开口与光反射通道240的内部形成流体连通,使得气流通过所述通道。在 操作中,由所述LE
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