[发明专利]用于照明单元中的滤色的材料及光导

说明书

技术领域

本发明大体上涉及照明系统及相关技术。更具体而言，本发明涉及适合于赋予滤色效果给光源的材料及方法，光源的非限制性示例包括侧光式照明单元，其包括在光导的边缘处与光源(例如，一个或多个发光二极管(LED))联接的光导。

背景技术

LED灯(灯泡)能够提供优于更传统的白炽灯和荧光灯的多种优点，包括但不限于较长寿命预期、高能效，以及完整亮度，而不需要时间来变热。如本领域中已知的那样，LED(如本文使用的还包含有机LED或OLED)是固态半导体装置，其将电能转换成包括可见光的电磁辐射。LED通常包括半导体材料的芯片(管芯)，其掺杂杂质以产生p-n结。LED芯片电连接到阳极和阴极，它们全部通常安装在封装内。相比于诸如白炽灯和荧光灯的其它光源，LED发射在较窄的束中方向性更强的可见光。因此，LED传统上用于诸如汽车、显示器、安全/紧急情况和定向区域照明的应用中。然而，LED技术的发展允许了基于高效率LED的照明系统在传统上使用其它类型的照明源(包括由白炽灯和荧光灯之前服务的全方向照明应用)的照明应用中得到较宽的使用。结果，LED越来越多地用于住宅、商业和市政背景下的区域照明应用。

图1和图2示意性地呈现了包括设置在器具壳体14中的光源12(图2)的侧光式灯具或发光体10的一部分。光源12在图2中呈现为包括LED装置，其可为器具壳体14内成阵列的任何数目的LED中的一者，其中LED通常面向相同的方向，且各个LED有效地为离散点光源。因此，器具壳体14构造成使LED装置12指向一个方向以引导从发光体10发出的光。作为非限制性示例，发光体10可构造成照亮商业制冷展示柜的架和内容物。另一类型的侧光式发光体称为凹形反光槽，其通常用于商业和零售空间中的吊顶。用于侧光式发光体的还有其它应用包括标识，其示例为通常用于商业和零售空间中的"出口"标志。

对于上文提到的类型的照明应用，发光体10示为还包括光导16，其具有设置在LED装置12的阵列附近的边缘18(图2)。如本领域中已知那样，光导16是通常用于侧光式技术中的光学构件。光导形成为具有表面微观结构，其适于实现全内反射(TIR)以将光从光源引导至期望的应用空间。光导16可从多个方向可见，且通常期望具有一致的亮度，同时以期望的光级照亮特定区域。取决于特定应用，常用于产生光导的材料包括光学等级的透明材料，诸如丙烯酸树脂，但也可使用各种其它材料，例如，聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)和聚丙烯(PP)。

由于LED装置在窄波长带中发射可见光，例如，绿色、蓝色、红色等，故不同LED装置的组合通常在基于LED的灯中组合以产生包括白光的各种光色。LED装置通常安装在载体上，且可封装在载体上，例如具有通常由指标匹配的材料形成的保护盖，以加强从LED装置取得可见光的效率。作为非限制性示例，图2呈现了安装在载体20上且由圆顶22包围的LED装置12，圆顶22用作包围载体20上的LED芯片(未示出)的光学透明或半透明的封套。磷光体还可用于发射除由LED生成外的颜色的光。出于此目的，圆顶22的内表面可设有包含磷光体成分的涂层，在此情况下，由LED芯片发射的电磁辐射(例如，蓝色可见光、紫外(UV)辐射或近可见紫外(NUV)辐射)可由磷光体成分吸收，导致磷光体成分的激励以产生通过圆顶22发射的可见光。作为备选，LED芯片可封装在具有涂层的载体20上，且此涂层在期望LED-磷光体与LED外延(epi)晶片或管芯制造集成的实施例中可选地包含磷光体成分。

尽管不同LED装置和/或磷光体的组合的使用可用于促进配备有光导的发光体产生期望的照明效果的能力，但某些期望的照明效果利用此类途径实现起来可能略微有挑战。特别的示例是利用从GE Lighting市售的白炽灯泡的REVEAL7线实现的照明效果，其制造成具有由掺杂三氧化二钕(氧化钕，Nd₂O₃)的玻璃形成的外护套以过滤光的某些波长。类似于利用白炽灯泡的REVEAL7线实现的照明效果对于配备有光导的发光体也是期望的。

发明内容

本发明提供了适合于在照明单元中使用以赋予滤色效果给光源的材料和由其形成的光导，且特别是包括与基于LED的光源联接的光导的侧光式照明单元。

根据本发明的一个方面，光导的至少一部分由复合材料形成，复合材料包括聚合物基质材料和无机颗粒材料，无机颗粒材料贡献滤色效果给穿过复合材料的可见光，且颗粒材料包括包含Nd³⁺离子的钕化合物。