專利名稱：可變色發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括至少一個(gè)光源和至少一個(gè)可變形元件的可變色發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
為了產(chǎn)生白光或任何其它顏色的光，經(jīng)常使用這樣的照明系統(tǒng)其利用多個(gè)不同 顏色的發(fā)光二極管(LED)與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料也就是熒光劑的組合。對(duì)這種基于熒光劑的發(fā)光 器件的效率和顏色質(zhì)量的改進(jìn)不斷被開發(fā)。大多數(shù)的LED只包含單個(gè)內(nèi)部管芯，并且可產(chǎn)生一種原色或光學(xué)波長(zhǎng)。通常， RGB (紅綠藍(lán))LED結(jié)構(gòu)用來(lái)產(chǎn)生不同顏色的光。通過混合三原色紅、綠、藍(lán)，RGB LED，也稱 為“全色”LED，可以產(chǎn)生大量的顏色，并且當(dāng)被適當(dāng)?shù)亟M合時(shí)，也可以產(chǎn)生白光。RGB LED燈 具用于，例如LCD背光、商用冷柜照明和白光照明。為了改變?cè)赗GB LED結(jié)構(gòu)中的顏色，例如通過連續(xù)電流減小或脈寬調(diào)制(PWM)的 調(diào)光是必需的。此外，從一個(gè)發(fā)光二極管到另一個(gè)發(fā)光二極管的顏色和輸出的變化可變得 非常明顯。正因?yàn)槿绱耍ㄟ^調(diào)光的顏色混合通常是低效的，并且對(duì)許多顏色混合應(yīng)用是不 切實(shí)際的。因此，有必要在本領(lǐng)域提供發(fā)光器件，其中，輸出光的顏色可以更容易地針對(duì)不同 的應(yīng)用被轉(zhuǎn)移和改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是為滿足上述需求并提供克服了上述缺點(diǎn)的、實(shí)現(xiàn)了容易的顏 色變化控制的發(fā)光器件。本發(fā)明的該目的和其他目的通過根據(jù)所附的權(quán)利要求書的發(fā)光器件實(shí)現(xiàn)。因此，在第一方面本發(fā)明涉及包括至少一個(gè)光源和至少一個(gè)可變形元件的可變色 發(fā)光器件。該可變形元件包括至少一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒，并設(shè)置為接收來(lái)自于所述至 少一個(gè)光源的光并將其轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的光。在本發(fā)明的器件中，光源以傾斜角度發(fā)出的光會(huì)遇到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒，并被 散射及被轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的光。由于包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的元件是可變形的，該元件的厚度 可被改變。此厚度的變化允許波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料繼而顏色“被調(diào)節(jié)”。因此，獲取很大的設(shè)計(jì)和 美學(xué)的自由度并且輸出的光的顏色可方便地被改變。在本發(fā)明的諸實(shí)施方式中，所述可變形元件包括凝膠。凝膠增加元件的變形能力， 這繼而又導(dǎo)致元件的厚度從而顏色輸出可被更容易地改變。該凝膠和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料在可變形元件內(nèi)的組合也允許光從可變形元件的整個(gè)體 積中發(fā)出。通常情況下，凝膠包括硅氧樹脂。硅氧樹脂是柔性的、惰性的和熱穩(wěn)定的材料。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)光源設(shè)置在可變形元件中。在這種實(shí) 施方式中，可變形元件基本上包圍了光源，光源從而被分散于可變形元件中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒包圍。這種結(jié)構(gòu)的好處之一是，由于不斷遇到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒，光被有效地轉(zhuǎn)換。向 后散射的光即向后朝向光源散射的光沒有失去，而是被有效地轉(zhuǎn)換。在根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件的另一實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)光源與所述可 變形元件相距一定距離而設(shè)置。在此實(shí)施方式中，光源可與可變形元件相距一定距離而放 置，提供所謂的“遠(yuǎn)程熒光劑”應(yīng)用。使用不直接附著于LED的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料即熒光劑減輕 關(guān)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可承受的溫度和光通量的要求。因此，該所謂的遠(yuǎn)程熒光劑實(shí)施方式提 供低色溫和良好的顯色指數(shù)。此外，光的質(zhì)量(令人不舒適的峰值亮度、顏色控制)可得到 改善，且顏色可以通過改變波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的特性得到控制。在光源與可變形元件相距一定距離而設(shè)置的諸實(shí)施方式中，使用導(dǎo)光體將光源發(fā) 出的光導(dǎo)入可變形元件是有益的，其允許光接觸波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒。導(dǎo)光體既可用于將 來(lái)自于光源的光引導(dǎo)到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒，又可用于捕獲和循環(huán)利用從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料返 回的光。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，可變色發(fā)光器件包括至少第一可變形元件和第二可 變形元件。第二可變形元件被設(shè)置為接收已穿過第一可變形元件的、光源發(fā)出的光的至少 一部分。通過組合兩個(gè)或更多的可變形元件，可產(chǎn)生混合的顏色，并且可通過改變可變形元 件的厚度整體上或局部地改變顏色。第一可變形元件可包括第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，第二可變形元件可包括第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 材料。以這種方式可得到多種顏色。在本發(fā)明的諸實(shí)施方式中，可變色發(fā)光器件進(jìn)一步包括用于改變可變形元件厚度 的裝置。這樣的裝置可是磁性的或熱激活器。然而該厚度也可通過簡(jiǎn)單地使用人的手指改 變。這是有益的，因?yàn)榭色@得發(fā)射不同的顏色的“個(gè)人化的”可變形元件。本發(fā)明的這些和其他方面將從本文下面所述的實(shí)施方式變得顯明，并參考本文下 面所述的實(shí)施方式闡明。


圖Ia示出了根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件的第一實(shí)施方式，其中，光源設(shè)置在可 變形元件中。圖Ib示出了根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件的第二實(shí)施方式，其中，光源與可變形 元件相距一定距離而設(shè)置。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的可變色發(fā)光器件，其中使用了導(dǎo)光體。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件的實(shí)施方式，其包括兩個(gè)可變形元件和 兩個(gè)光源。圖4是根據(jù)本發(fā)明的、從二維表面發(fā)光的可變色發(fā)光器件的原理結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及包括至少一個(gè)光源和至少一個(gè)可變形的元件的可變色發(fā)光器件，其中 所述可變形元件包括至少一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒。根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件100的一種實(shí)施方式示于圖1?？勺兩l(fā)光器件100包括至少一個(gè)光源101和可變形元件102。可變形元件102包括分散在可變形元件102中 的至少一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒103。可變形元件102設(shè)置為接收來(lái)自于光源101的光。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“光源”可能是任何光源，但在這里上下文中，它通常是指一個(gè) 或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。由于其體積小、有節(jié)省能源的潛力和壽命長(zhǎng)，LED有利地被使用。光源101所發(fā)出的光由可變形元件102接收；包括于可變形元件102中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn) 換顆粒103將光的至少一部分轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的光?？勺冃卧?02從而用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換”是指吸收第一波長(zhǎng)的光并導(dǎo)致發(fā)射第二更長(zhǎng)波長(zhǎng) 的光的材料或元件。吸收光后，材料中的電子被激勵(lì)到更高的能級(jí)。當(dāng)從較高能級(jí)弛豫回 來(lái)后，多余的能量便以比被吸收的光有更長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光的形式從材料釋放。因此，這個(gè)術(shù)語(yǔ) 涉及到熒光和磷光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換兩者?？勺冃卧?02對(duì)于溫度、氧化和輻射是穩(wěn)定的，當(dāng)暴露在熱、氧氣和/或光下不 會(huì)發(fā)生退化。術(shù)語(yǔ)“可變形元件”是指由高度柔性的材料形成的元件，該元件是可彎曲的和塑性 的，使得該元件的厚度可被局部地或整體上改變。經(jīng)與可變形元件中的顆粒103接觸，光會(huì)被散射在不同的方向，從可變形元件102 發(fā)出的光已有效地被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒103轉(zhuǎn)換。此外，光是從可變形元件102的整個(gè) 體積而不是只從它的外表面發(fā)出的。通常，可變形元件102包括凝膠，以進(jìn)一步提高元件的變形能力和柔性，使得該元 件的厚度可方便地被局部地或從整體上改變。優(yōu)選地，凝膠包括硅氧樹脂，其是耐熱的、惰性的從而適合于在本發(fā)明的可變色發(fā) 光器件中使用。本發(fā)明不僅限于使用硅氧樹脂，而也可使用其它幾種可變形材料，例如高粘 有機(jī)材料，這些是為本領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉的。優(yōu)選地，凝膠是光學(xué)透明的，從而可變形元件也是光學(xué)透明的，這意味著其可以被 看透，即它允許清晰的圖像透過。在本發(fā)明的諸實(shí)施方式中，光源可被設(shè)置在可變形元件中或設(shè)置在與可變形元件 相距一定距離處。根據(jù)圖Ia所示的實(shí)施方式，至少一個(gè)光源101設(shè)置在可變形元件102中。如前面 提到的，這種結(jié)構(gòu)的好處之一是，因?yàn)椴粩嘤龅絿@光源101的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒103， 光被有效地轉(zhuǎn)換。向后散射的光即向后朝向光源101散射的光沒有失去，而是被有效地轉(zhuǎn)換。在示于圖Ib的根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件100的另一實(shí)施方式中，所述至少一 個(gè)光源101設(shè)置在與可變形元件102相距一定距離處。在這種實(shí)施方式中，光源101可放置于遠(yuǎn)離可變形元件102處，提供所謂的“遠(yuǎn)程 熒光劑”應(yīng)用。在傳統(tǒng)的LED中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料即熒光劑嵌入在直接附著于芯片的粘合劑之 中。在這種結(jié)構(gòu)中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料必須同時(shí)承受LED的溫度和光通量。使用不是直接附著 于LED的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料減輕關(guān)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可承受的溫度和光通量的要求。因此，這種 所謂的遠(yuǎn)程熒光劑實(shí)施方式可提供低色溫和良好的顯色指數(shù)。此外，光的質(zhì)量(令人不舒 適的峰值亮度、顏色控制)可得到改善，顏色可以通過改變波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的特性得到控制。此外，燈具制造商可以獨(dú)立于LED而選擇顏色。包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料顆粒103的可變形元件102用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件并且是自我支撐 的。這樣自我支撐的可變形元件102可大規(guī)模成批生產(chǎn)，以波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒103包括 于其中而完成，并繼而可在后期的步驟與光源101相組合。在光源與可變形元件相距一定距離而設(shè)置的實(shí)施方式中，可使用導(dǎo)光體，根據(jù)本 發(fā)明的該實(shí)施方式的可變色發(fā)光器件200如圖2所示。光源201所發(fā)出的光由導(dǎo)光體204接收，導(dǎo)光體204用于將所發(fā)出的光導(dǎo)入可變 形元件202。經(jīng)與分散在可變形元件202內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒203接觸，光被有效地轉(zhuǎn) 換成不同波長(zhǎng)的光。因此，導(dǎo)光體204有兩種不同的目的即將來(lái)自光源201的光引導(dǎo)到波 長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒203，和捕獲和循環(huán)利用從可變形元件202返回的光。在某些實(shí)施方式中，可變色發(fā)光器件200可包括不止一個(gè)可變形元件。因此，第二 可變形元件205可被設(shè)置以接收已穿過第一可變形元件202的、光源201發(fā)出的光的至少 一部分。兩個(gè)或更多可變形元件的組合允許通過改變可變形元件之一或二者的厚度，整體 上或局部地改變顏色。通常地在此實(shí)施方式中，使用多種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可生成混合的顏色。例如，第一可 變形元件202可包括第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料203，第二可變形元件205可包括第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料 206。可選地，可變形元件包括不止一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的混合物。因此，可得到多種并且混 合的顏色，不同的顏色可簡(jiǎn)單地通過改變所述元件的厚度產(chǎn)生?？蛇x地，散熱器207可被設(shè)置以從發(fā)光器件200驅(qū)散熱量?，F(xiàn)在參見圖3，示出了包括第一可變形元件301和第二可變形元件302的可變色發(fā) 光器件300。第二可變形元件302設(shè)置為接收已穿過第一可變形元件301的光的至少一部 分。本發(fā)明并不局限于若干數(shù)量的光源或其特定的結(jié)構(gòu)設(shè)置。相反，也可以使用許多 光源，它們可設(shè)置在可變形元件中和/或與可變形元件相距一定距離處。例如，有可能在可 變形元件中設(shè)置第一光源303，以及在與可變形元件相距一定距離處設(shè)置第二光源304。也 可僅在可變形元件之一中設(shè)置光源發(fā)光?？勺冃卧?01和302可包括不同類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料顆粒305和306。圖4是從二維表面發(fā)射光的根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件400的原理結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施方式中，可變色發(fā)光器件400包括至少一個(gè)光源401、包括至少一種波長(zhǎng) 轉(zhuǎn)換材料403的第一可變形元件402，所述第一可變形元件402被設(shè)置為接收光源401所 發(fā)出的光的至少一部分。第二可變形元件404被設(shè)置為接收已穿過第一可變形元件402的 光。第二可變形元件403可包括與第一可變形元件402的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料403相同或不同的 至少一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料405。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，附加光學(xué)器件，例如散熱器406可被設(shè)置以從發(fā)光器件 400驅(qū)散熱量。此外，為產(chǎn)生均勻的和漫散的光輸出，可設(shè)置擴(kuò)散器407以接收由光源401 發(fā)出的光。在本發(fā)明的諸實(shí)施方式中，可變色發(fā)光器件進(jìn)一步包括用于改變可變形元件厚度 的裝置。這樣的裝置可是磁性的或熱激活器，其通過磁或熱影響可變形元件的厚度。也有可能簡(jiǎn)單地通過使用人的手指改變可變形元件的厚度。這種相對(duì)容易的厚度控制是有利的， 由于可獲得發(fā)射不同的顏色的“個(gè)人化的”可變形元件。當(dāng)可變形元件局部變形時(shí)，該局部變形可被用來(lái)激活另一裝置的功能，例如借助 于電流。同時(shí)，通過簡(jiǎn)單地顯示局部變形，變形的元件可以向用戶提供關(guān)于哪個(gè)區(qū)最后被觸 摸的反饋。根據(jù)本發(fā)明的可變色發(fā)光器件可用于多種應(yīng)用，如在觸覺產(chǎn)品中。它也可以應(yīng)用 在觸摸屏、手機(jī)、枕頭、水床、壓力表等中。雖然本發(fā)明已被圖示和詳細(xì)描述于附圖和上述的說明中，但是這些圖示和描述都 被認(rèn)為是示意性或示范性的而不是限制性的；本發(fā)明不僅限于所公開的諸實(shí)施方式。所公開的實(shí)施方式的其它變體是可以為本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于學(xué)習(xí)附圖、公開的 內(nèi)容和所附的權(quán)利要求書在實(shí)施本發(fā)明時(shí)理解和實(shí)現(xiàn)的。例如，盡管通常使用LED，但是本 發(fā)明并不限于使用特定的光源。本發(fā)明不限于特定類型的LED，而是可使用有任何顏色或波 長(zhǎng)的組合的任何類型的LED。
權(quán)利要求
一種可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，包括至少一個(gè)光源(101，201，303，401)和至少一個(gè)可變形元件(102，202，301，402)，其中所述可變形元件(102，202，301，402)包括至少一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒(103，203，305，403)，所述元件(102，202，301，402)被設(shè)置為從所述至少一個(gè)光源(101，201，303，401)接收光并將其轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，其中所述可變形元件(102， 202，301，402)包括凝膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，其中所述凝膠包括硅氧樹脂。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，其中所述至少一個(gè) 光源(101，201，303，401)設(shè)置在所述可變形元件(102，202，301，402)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，其中所述至少一 個(gè)光源(101，201，303，401)設(shè)置在與所述可變形元件(102，202，301，402)相距一定距離 處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，進(jìn)一步包括設(shè)置為將所述 光源(201)發(fā)出的光的至少一部分導(dǎo)入所述可變形元件(202)的導(dǎo)光體(204)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，包括第一可變形 元件(202，301，402)和第二可變形元件(205，302，404)，其中所述第二可變形元件(205， 302,404)被設(shè)置為接收已通過所述第一可變形元件(202，301，402)的、所述至少一個(gè)光源 (201，303，401)發(fā)出的光的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，其中所述第一可變形元件 (202，301，402)包括第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(203，305，403)，以及所述第二可變形元件(205， 302,404)包括第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(206，306，405)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)進(jìn)一步包括用于改 變所述可變形元件(102，202，301，402)厚度的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及可變色發(fā)光器件(100，200，300，400)，其包括至少一個(gè)光源(101，201，303，401)和至少一個(gè)可變形元件(102，202，301，402)?？勺冃卧?102，202，301，402)包括至少一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的顆粒(103，203，305，403)，所述元件(102，202，301，402)被設(shè)置為從所述至少一個(gè)光源(101，201，303，401)接收光并將其轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的光。因?yàn)榘úㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的所述元件是可變形的，所以所述元件的厚度可被改變。該厚度變化允許波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料繼而顏色可被調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H01L33/50GK101960211SQ200980107951
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者J·L·M·范登伯奇 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司