[发明专利]包括滤光器的借助于分色氧化锌纳米棒增强电致发光光源的发射的光学装置

说明书

本发明涉及一种光学装置，该光学装置由滤光器和反射器形成，所述反射器是漫反射或镜面金属表面，其反射率不小于98％，形状和尺寸匹配相应的灯。滤光器是刚性结构，对可见光透明，形状和尺寸也匹配相应的灯，其由有机或无机材料制成，并用作其上施加有氧化锌层的衬底，具体地是氧化锌纳米线的纳米结构，以根据穿过其中的波长形成同时部分反射和抗反射的层。一旦适当地定位在荧光灯或白光LED的发光层上，光学装置将大部分高能量和短波长光反向反射到发光层，以通过光源的发光层将大部分高能量和短波长光转换成更长波长和更低能量的光，这导致总光发射增加至少20％，而不改变光源的色彩再现指数(CRI)。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及发光灯，尤其涉及投射它们发出的光并且由光学装置组成的装置，该光学装置适当地放置在电致发光光源上，特别是在荧光灯和用于一般照明目的的白光LED的发光表面上，其增加所述灯发出的光而不影响其色彩再现指数CRI。

2.本发明的一般背景

近年来，已经进行了大量努力来增加荧光灯和白光LED灯的发光。该领域的重要成就允许荧光灯的效率值(流明/瓦特)高达每瓦115流明，而白光LED灯的效率值高达每瓦170流明，然而，市场上或正在运行的许多这种类型的技术发展较少的灯具已经无法从这些进步中受益。

在荧光灯和白光LED中，通过在一层发光材料上放出短波长和高能量的光来产生光，所述发光材料层由稀土元素和其他通常称为磷光体的元素的混合物形成，光在所述发光材料层中变成具有更短波长和更少能量的光。

在传统的荧光灯内，在紫外线范围内的所述灯内的汞发出短波长的光，特别是在185nm至365nm的带宽内，峰值为254nm。在白光半导体二极管(LED)的情况下，半导体二极管产生蓝紫色光，主要在400到470nm的带宽内，峰值为450nm。在这两种情况下，当这种能量在形成磷的不同元素上被释放时，产生并混合不同波长的光，以产生我们都知道的白色外观光，但是到本发明的发明日期为止，使用的荧光粉不能将其内部产生的高能光的总和转换成波长较短的光，发出380nm至470nm范围内的大部分所述光，这对应于蓝色-紫色，在这种情况下人眼具有较低的相对发光效率，导致所发射的光以及因此消耗的能量的利用率较差。

为了提高荧光灯和白光LED的性能，本创新提出了一种非显而易见、实用且成本低的解决方案，可以在不影响其色彩再现指数(CRI)的情况下提高所述灯的流明/瓦特比，该解决方案也适用于任何类型的光源，无论其技术发展程度如何，因为它是光源外部的光学装置。

2007年1月24日的Kawakatsu Akira的欧洲专利申请EP 1 746 126 A1描述了一种用于不同类型灯的选择性波长阻挡材料，其由氧化锌(ZnO)和氧化钛(TiO 2)的混合物形成，形成基本三角结构，该结构实现了紫外线范围内发射的完全阻挡，在可见光范围，特别是高达400nm-430nm的开始处实现了部分阻挡，一方面避免由所述灯发出的紫外线辐射对这些紫外线照射的物体造成的损害，另一方面避免吸引昆虫，使光源的原始发光发射损失最小，然而，该装置既没有教导利用阻挡辐射，也没有教导ZnO的分布及所要求保护比例，以实现灯的发光发射的增加并获得诸如本发明中所示的纵波参数。

1982年2月10日的Itou Hidenori的日本专利申请JP 5 725 738 A1公开了一种被设置在荧光灯上的阻挡层，其通过ZnO或印度氧化物(Indian oxide)IN2O3材料的复合阻挡层来防止1000nm的红外辐射发射，其允许控制荧光灯中所述辐射的发射，但是所述阻挡层对可见光的发射没有任何影响，如在本发明中那样。