发光系统的制作方法
【专利说明】发光系统
【背景技术】
[0001] 运些教示内容大体上设及提供观测到的可见颜色的发光系统，并且更确切地说设 及提供此类系统供电时系统发射首先产生的第一观测到的可见颜色并且还提供此类系统 未供电时系统反射首先产生的第二观测到的可见颜色的发光系统。
[0002] 发光系统的主要目的是用W在使用例如Lm)的照明源的情况下产生具有某些所需 可见颜色、白色、蓝色、绿色等的光，用于宽范围的应用，例如一般照明、照明图形等。因此， 当照明源供电时，此类系统的观测到的可见颜色主要是系统所产生的发射的结果。然而，当 照明源未供电时，此类系统的观测到的可见颜色主要通过自系统表面反射的环境光产生， 例如具有白色表面的发光系统将反射观测为白色可见颜色的环境光，而具有红色表面的发 光系统将反射观测为红色可见颜色的环境光。
[0003] -般来说，包括白光Lm)的白色照明源已用于发光系统中W产生观测到的可见颜 色的光，例如白光或彩色光。在需要彩色光的情况下，运些系统经由吸收由白色照明源产生 的光的所有波长(除了与所需颜色相关的那些波长外)来产生颜色。不利的是，首先由于形 成白光所需的能量的量并且其次由于形成彩色发射光的波长减除的额外能量损失，此颜色 产生途径导致能量的实质性损失。当白色照明源不含有足够的所需颜色的能量时，如在仅 提供在红色波长下的适度量的能量的白光Lm)的情况下，运可能是个特殊问题。利用白色照 明源的额外缺点是难W操作系统的反射光，因此遭受白色照明源未供电时所产生的观测到 的可见颜色可能与照明源供电时观测到的颜色实质上相同的限制。运归因于系统的颜色产 生机构，因为与白色照明源相关的波长类似于与环境光相关的那些波长，因此难W在不影 响系统反射的情况下调整系统的发射并且反之亦然。
[0004] 为了提供更有效的发光系统，已利用UV或蓝色照明源，而非白色照明源，W产生具 有可见颜色的光，例如白光或彩色光。运通常通过使用能量转换材料，例如憐光和/或巧光 材料，将UV或蓝色照明源的发射能量降频转换成较长波长来实现。举例来说，当蓝色Lm)用 作照明源W提供初级电磁福射时，发光系统可W通过吸收初级电磁福射，即蓝光的一部分 来产生白光，在此情况下，使用能量转换层并且将此福射降频转换成具有黄绿色波长的次 级电磁福射，从而产生包含蓝色、黄绿色波长的系统的发射光，其产生白色的观测到的可见 颜色。尽管运些系统可能在产生光方面比利用白光源的那些更有效，但当运些系统未供电 时，系统的所观测到的可见颜色同样难W调整到所需观测到的可见颜色。然而，在使用UV或 蓝色照明源W及能量转换材料的情况下，当UV或蓝色照明源未供电时，系统的观测到的可 见颜色现在不仅是从系统表面反射的未被吸收的环境光，还是能量转换材料的发射光，运 归因于系统暴露于环境光(尽管很少）。举例来说，当未供应初级电磁福射，即照明源未供电 时，能量转换层吸收蓝光使得系统表面反射W呈现微黄色，产生非所需观测到的可见颜色。
[0005] 因此，需要利用较高效率发光系统，其不仅能够在供电时提供所需观测到的可见 颜色，还在未供电时提供所需观测到的可见颜色。同样需要提供较高效率发光系统，其中所 述系统不仅含有供电时和未供电时用于获得所需观测到的可见颜色的元件，还含有使得系 统能够在无能量的实质性损失的情况下提供较宽色域的观测到的可见颜色的元件。此外， 同样需要在运些系统内并有使得发光系统不仅能够产生具有观测到的可见颜色的光，还能 够用于较广表面区域的元件。
【发明内容】
[0006] 本教示内容提供发光系统，其包含一或多个照明源，其在供电时经由一或多个出 口区域输出初级电磁福射;多层结构；W及一或多个漫反射层，其与多层结构光学解禪并且 将环境电磁福射的至少一部分重定向到观察半球。当一或多个照明源供电时，发光系统的 发射和反射产生第一观测到的可见颜色，并且当一或多个照明源未供电时，产生第二观测 到的可见颜色。在一些情况下，第一观测到的可见颜色和第二观测到的可见颜色可W实质 上类似。本教示内容的一或多个照明源包含一或多个发光元件。一或多个照明源可W进一 步包含接收并且传播从一或多个发光元件发射的初级电磁福射的至少一部分并且经由所 述一或多个出口区域将初级电磁福射实质上传输到多层结构的一或多个光学元件。一或多 个光学元件可W包含一或多个光导，其具有含一或多个提取区域的表面。在一些方面中，一 或多个光导表面的一或多个提取区域可W在一或多个发光元件的远端。在某些构造中，一 或多个照明源可W进一步任选地包含将初级电磁福射的至少一部分重定向到观察半球的 反射层。本教示内容的多层结构包含将入射福射的至少一部分转换成至少部分发射到观察 半球的次级电磁福射的一或多个能量转换层，其中入射福射是初级电磁福射或环境电磁福 射中的至少一种。在一些情况下，一或多个能量转换层可W任选地包含分散福射的至少一 部分的一或多种光散射材料，其中福射是初级电磁福射或次级电磁福射中的至少一种。多 层结构还包含实质上增加福射的至少一部分的光学散射的一或多个扩散层，其中福射是初 级电磁福射、次级电磁福射或环境电磁福射中的至少一种。在一些方面中，一或多个扩散层 可W另外实现为多层结构提供物理和化学耐久性的保护层的功能。本教示内容的多层结构 可W光学禪合到一或多个照明源，而在其它情况下可W光学解禪。在一些方面中，本教示内 容的多层结构可W进一步包含将次级电磁福射的至少一部分重定向到观察半球的反射层， 其中反射层实质上透射初级电磁福射。在其它方面中，本教示内容的多层结构还可W包含 提高多层结构的光解和热稳定性的一或多个稳定性增强层。在另一个方面中，多层结构可 W另外包含为多层结构提供物理和化学耐久性的保护层。
[0007] 本教示内容还提供一种用于制造发光系统的方法。本教示内容的方法包含提供供 电时经由一或多个出口区域输出初级电磁福射的一或多个照明源，在一或多个出口区域中 的至少一个的至少一部分上施加多层结构，W及将一或多个漫反射层覆盖在多层结构表面 上W将环境电磁福射的至少一部分反射到观察半球，其中所述一或多个漫反射层与多层结 构光学解禪。当一或多个照明源供电时，发光系统的发射和反射产生第一观测到的可见颜 色，并且当一或多个照明源未供电时，产生第二观测到的可见颜色。在一些情况下，第一观 测到的可见颜色和第二观测到的可见颜色可W实质上类似。本教示内容的一或多个照明源 包含一或多个发光元件。一或多个照明源还可W包含安置于一或多个发光元件的表面上W 将初级电磁福射的至少一部分重定向到观察半球的反射层。一或多个照明源可W进一步任 选地包含接收并且传播从一或多个发光元件发射的初级电磁福射的至少一部分并且经由 所述一或多个出口区域将初级电磁福射实质上传输到多层结构的一或多个光学元件。一或 多个光学元件可W包含一或多个光导，其具有含一或多个提取区域的表面。在某些构造中， 一或多个照明源还可w包含安置于一或多个光学元件的表面上w将初级电磁福射的至少 一部分重定向到观察半球的反射层。在一些情况下，发光系统的多层结构可W光学禪合到 一或多个照明源，而在其它情况下多层可W光学解禪。本教示内容的多层结构包含将入射 福射的至少一部分转换成至少部分发射到观察半球的次级电磁福射的一或多个能量转换 层，其中入射福射是初级电磁福射或环境电磁福射中的至少一种。在一些情况下，一或多个 能量转换层可W任选地包含分散福射的至少一部分的一或多种光散射材料，其中福射是初 级电磁福射或次级电磁福射中的至少一种。多层结构还包含实质上增加福射的至少一部分 的光学散射的一或多个扩散层，其中福射是初级电磁福射、次级电磁福射或环境电磁福射 中的至少一种。在一些方面中，多层结构可W进一步包含安置于一或多个能量转换层的表 面上W将次级电磁福射的至少一部分重定向到观察半球的反射层，其中反射层实质上透射 初级电磁福射。在其它方面中，多层结构还可W包含安置于一或多个能量转换层的至少一 个表面上W提高多层结构的光解和热稳定性的一或多个稳定性增强层。在另一个方面中， 多层结构可W另外包含为多层结构提供物理和化学耐久性的保护层。所述保护层可W安置 于一或多个能量转换层的表面上或一或多个扩散层的表面上。
【附图说明】
[0008] 参考【附图说明】性地显示和描述本教示内容，其中
[0009] 图1是根据运些教示内容的一个方面的发光系统的示意图；
[0010] 图2是根据运些教示内容的另一个方面的发光系统的示意图；
[0011] 图3是描述一种能量转换方法，即从一种光致发光材料发射到另一种的级联的示 意图；
[001^ 图4是描述另一种能量转换方法，即通过福斯特們wcr供振能量转移将能量从一 种光致发光材料转移到另一种的示意图；
[0013] 图5是根据运些教示内容的另一个方面的发光系统的示意图；
[0014] 图6是根据运些教示内容的另一个方面的发光系统的示意图；
[0015] 图7是根据运些教示内容的又一个方面的发光系统的示意图；
[0016] 图8是比较根据运些教示内容的一个方面的未供电发光系统和未使用一或多个漫 反射层的未供电发光系统的反射光谱的图；W及
[0017] 图9是比较根据运些教示内容的一个方面的未供电发光系统和未使用一或多个漫 反射层的未供电发光系统的发射光谱的图。
【具体实施方式】
[0018] 本教示内容设及产生高效率发光系统，其在供电时可W提供通过系统发射首先产 生的第一观测到的可见颜色，并且在未供电时可W提供通过系统反射首先产生的第二观测 到的可见颜色。
[0019] 为了更好地理解本发明，本文中定义W下术语：
[0020] 术语"发光"定义为来自任何物质的电磁福射的发射。发光由点激发态发生。
[0021] 大多数有机分子的电子激发态可W分成单重态和Ξ重态。
[0022] 如本文所使用，术语"单重态"係指电子能态，其中分子中的所有电子自旋成对。
[0023] 如本文所使用，术语"Ξ重态"係指电子能态，其中一组电子自旋不成对。
[0024] 激发态通常是第一激发态。通过经由碰撞损失能量给其它分子，呈激发态的高振 动能级形式的分子将迅速下降到此状态的最低振动能级。分子还将过量能量分配到其它可 能的振动和旋转模式。
[0025] "发光材料"是展现发光，即发射电磁福射的那些材料。特性化发光材料需要考虑： (1)激发源、（2)发射性质W及(3)是否需要额外刺激来产生发射。
[0026] 关于激发源，通过电磁福射激发的发光材料在本文中被称作"光致发光"。通过电 能激发的发光材料在本文中被称作"电致发光"。通过化学反应激发的发光材料在本文中被 称作"化学发光"。
[0027] 关于发射的性质，此可W是巧光或憐光的。"巧光"材料储存电磁福射并且将其快 速释放，通常在约10-8秒或小于10- 8秒内