[发明专利]稳定化波长转换元件

说明书

提供了一种包括波长转换层（103）的波长转换构件（102），该波长转换层（103）包括分布在包含非晶或半结晶芳香族聚酯的基体中的有机波长转换化合物（105），其中芳香族聚酯分子主导地处于随机定向状态，所述波长转换构件还包括至少一个支撑元件（104）。通过避免聚酯基体的单轴或双轴定向，很好地保护有机波长转换化合物（有机磷光体）以抵抗光化学降解。支撑元件确保在玻璃转变温度以上的温度处聚酯基体的尺寸稳定性。

技术领域

本发明涉及固态发光装置的领域，并且具体而言，涉及用于波长转换的有机磷光体元件，其中有机波长转换材料（磷光体）包含在聚合物基体中。

背景技术

基于发光二极管（LED）的照明器件被日益用于各种照明应用。LED提供优于诸如白炽灯和荧光灯之类的传统光源的优点，包括长寿命、高流明效率、低操作电压和流明输出的快速调制。

高效的高功率LED常常基于蓝光发射材料。为了产生具有期望颜色（例如，白色）输出的基于LED的照明器件，可以使用适合的波长转换材料（通常被称为磷光体），其将由LED发射的光的一部分转换为具有较长波长的光以便产生具有期望光谱特性的光的组合。许多无机材料已经被用作用于将由LED发射的蓝光转换为具有较长波长的光的磷光体材料。然而，目前，考虑有机磷光体材料以用于在许多LED中替换无机磷光体。有机磷光体具有其发光光谱可以关于位置和带宽容易地调节的优点。有机磷光体材料还常常具有高透明度，这是有利的，因为与使用更多光吸收和/或反射磷光体材料的系统相比较，照明系统的效率得以改进。而且，有机磷光体比无机磷光体成本低得多。

妨碍有机磷光体材料在基于远程磷光体LED的照明系统中的应用的主要缺点是其欠佳的光化学稳定性。已经观察到有机磷光体在氧气存在的情况下被蓝光照射时迅速地降解。已经做出努力来解决该问题。例如，先前已经查明，当将有机磷光体并入在芳香族聚酯薄膜中时，磷光体的寿命显著改进。然而，在非晶芳香族聚酯的玻璃转变温度附近的操作温度处，聚合物的降低的尺寸稳定性是问题，其有效地限制这样的基体中的有机磷光体到低强度光源应用的使用。为了产生具有足够的尺寸稳定性的磷光体薄膜，磷光体分子可以混合到芳香族聚酯基体中，其然后在压力下双轴定向（拉伸）并且结晶，因此形成在远高于聚合物的玻璃转变温度的温度处具有可接受的尺寸稳定性的结晶或部分结晶薄膜。然而，已经查明，当与原始非晶或半结晶聚合物基体相比较时，有机磷光体的光化学稳定性在双轴定向聚合物中降低。而且，双轴定向聚合物示出高光学透明度，并且因此散射颗粒的添加对于达到令人满意的光的出耦合而言是必要的。

因此，本领域中存在对于关于照明器件中的灵敏磷光体材料的并入的改进的需要。

发明内容

本发明的目标是克服该问题，并且提供一种适于在固态发光装置中使用的波长转换元件，其示出有机磷光体的高尺寸稳定性和高光化学稳定性。

根据本发明的第一方面，该目标和其它目标通过包括波长转换层的波长转换构件来达到，所述波长转换层包括分布在包含非晶或半结晶芳香族聚酯的基体中的有机波长转换化合物，其中芳香族聚酯分子主导地处于随机定向状态，所述波长转换构件还包括至少一个支撑元件。通过避免聚酯基体的单轴或双轴定向，很好地保护有机波长转换化合物（有机磷光体）以抵抗光化学降解。支撑元件在芳香族聚酯的玻璃转变温度附近或以上的温度处同样确保基体的尺寸稳定性。

在本发明的实施例中，支撑元件可以包括包含在所述波长转换层内的加强结构。使用这样的内部加强结构，波长转换构件可以由单个波长转换层形成。例如，支撑元件可以包括加强纤维。

在其它实施例中，支撑元件可以包括与所述波长转换层物理接触地布置的至少一个支撑层或结构。支撑层或结构可以是连续或不连续的。连续的支撑层可以整个覆盖波长转换层的一侧，并且可以制得相当薄。不连续的支撑层或结构典型地留下波长转换层的某些区域未覆盖，例如具有框、环或网格的形状，并且因此可以制得较厚且与光学性质较不相关地制造，至少在被适配于用在其中支撑未定位在出光路径中的发光装置中时如此。