專利名稱：具有改善的透明度的發(fā)光板系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光部件領(lǐng)域，尤其涉及發(fā)光板系統(tǒng)領(lǐng)域。在本發(fā)明意義上的發(fā)光板系統(tǒng)通常被這樣構(gòu)建這些板具有層狀或窗狀結(jié)構(gòu)，具有第一表面和第二表面。第二，這些板具有光源-在大多數(shù)應(yīng)用中是燈-其位于所述層和/或窗的側(cè)面，以這樣的方式，從光源發(fā)射出的光以略垂直于第一表面和第二表面的角度進入所述板。通過適當(dāng)構(gòu)建所述板，使所述光被反射、是弓形的或彎曲的以離開第一表面或第二表面上的板。
背景技術(shù)：
然而，現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光板系統(tǒng)一直存在著一個問題這些板因為不透明所以不能用于所有的應(yīng)用，這是因?qū)庠窗l(fā)出的光以某種方式呈弓形的需要所引起的。然而，對于板具有增強的透明度的現(xiàn)有技術(shù)的解決方案存在著光提取效率不足的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光板系統(tǒng)，其具有適合的光提取效率以及透明度。
該目的由具有權(quán)利要求1的特征的發(fā)光板系統(tǒng)來實現(xiàn)。因此，提供一種發(fā)光板系統(tǒng)，其包括板，其具有配備有第一表面和與該第一表面相對的第二表面的層狀和/或窗狀結(jié)構(gòu)；光源，其位于所述板的側(cè)面上，用這種方式使從光源發(fā)出的大部分光以略垂直于第一表面和第二表面的角度進入所述板，其特征在于，至少一個粒子層至少部分地提供在第一和/或第二表面上，由此粒子層的粒子的特征已被匹配成使得發(fā)光板系統(tǒng)對于以與第一或第二表面成≥45至≤90的角度進入第一或第二表面的波長≥380nm至≤700nm的光的透明度為≥0.5至≤0.99。
通過這樣做，對于大部分應(yīng)用完成光提取效率和透明度方面的要求的發(fā)光板系統(tǒng)可以很容易且高效地提供。應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明的顯著特征是所述板在兩個方向(即從第一表面至第二表面以及從第二表面至第一表面方向)上是透明的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，發(fā)光板系統(tǒng)對于以與第一和/或第二表面成≥45至≤90的角度進入第一和/或第二表面的波長≥300nm至≤1300nm、優(yōu)選為波長≥250nm至≤1500nm的光的透明度是≥0.5至≤0.99。通過這樣做，發(fā)光板系統(tǒng)可以用于更大光譜的應(yīng)用，這是可以實現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，發(fā)光板系統(tǒng)對于以與第一和/或第二表面成≥45至≤90的角度進入第一和/或第二表面的波長≥380nm至≤700nm、優(yōu)選為波長≥300nm至≤1300nm、最優(yōu)選為波長≥250nm至≤1500nm的光的透明度為≥0.7至≤0.98，優(yōu)選為≥0.9至≤0.97。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，從光源發(fā)出的光的光提取效率是≥30％至≤100％。術(shù)語“光提取效率”在本發(fā)明的意義上被理解為光源發(fā)出的且離開發(fā)光板系統(tǒng)而未被吸收和/或因全反射而被妨礙以離開發(fā)光板系統(tǒng)的光的一部分。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，從光源發(fā)出的光的光提取效率為≥40％，優(yōu)選為≥50％至≤100％。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，以與第一和/或第二表面成≥45至≤90的角度進入第一和/或第二表面的波長≥500nm至≤600nm的光的漫反射是≥0％至≤10％。這樣的發(fā)光板系統(tǒng)已經(jīng)證明在實際中是最有用的。
選擇所述至少一個粒子層的粒子的特征以實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)光板系統(tǒng)有許多種方法。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種在某些邊界內(nèi)選擇粒子的中等粒子直徑的簡易且在此范圍內(nèi)優(yōu)選的方式。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述至少一個粒子層的粒子嵌入在基質(zhì)中且所述至少一個粒子層的粒子的中間粒子直徑為 其中n粒子是粒子層的粒子的折射率，n基質(zhì)是包圍粒子的基質(zhì)材料的折射率。通過這樣做，已經(jīng)表明具有上面所述的創(chuàng)造性特征的發(fā)光板系統(tǒng)可以容易且有效地被實現(xiàn)。優(yōu)選地，所述至少一個粒子層的粒子的中間粒子直徑d為100nm≥d≤1000nm，更優(yōu)選地為150nm≥d≤400nm。
應(yīng)當(dāng)指出的是，根據(jù)如上所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，n粒子可以大于n基質(zhì)，反之亦然。
然而，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，差值|n粒子-n基質(zhì)|是≥0.2且≤0.3，優(yōu)選為≥0.3且≤2，最優(yōu)選為≥0.5且≤1。
另外，優(yōu)選的是，n粒子≥1.0且≤3.5，優(yōu)選為≥1.5且≤3。
還優(yōu)選的是，n基質(zhì)為≥1.0且≤3.5，優(yōu)選為≥1.5且≤3。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，粒子層的粒子嵌入在基質(zhì)中。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該基質(zhì)材料優(yōu)選從玻璃、硅酮、折射率≥1.0且≤3.5的無機材料、無機聚合物、有機聚合物，優(yōu)選具有折射率≥1.0且≤3.5，或它們的混合物中選擇的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，基質(zhì)材料在≥380nm至≤700nm的波長范圍內(nèi)具有≥0cm-1％且≤1000cm-1的吸收性。通過這樣做，因基質(zhì)而產(chǎn)生的進一步的損失受到限制。優(yōu)選地，在≥380nm至≤700nm的波長范圍內(nèi)吸收性≥0cm-1且≤100cm-1，最優(yōu)選地在≥380nm至≤700nm的波長范圍內(nèi)吸收性≥0cm-1且≤1cm-1。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述基質(zhì)包括流體。優(yōu)選地，所述流體包括至少一種硅酮材料。另外，優(yōu)選地，流體在固化前的運動粘度為≥300cSt至≤500cSt，更優(yōu)選地為≥350cSt至≤450cSt。還優(yōu)選地，在590nm的折射率是≥1.40至≤1.74，更優(yōu)選地為≥1.51至≤1.63。在400和700nm之間的吸收系數(shù)優(yōu)選為≥0至≤0.1cm-1。
在流體被用作基質(zhì)材料或基質(zhì)材料之一的情況下，優(yōu)選地，該流體在制備板期間被固化。所述固化優(yōu)選地在60℃進行1小時。優(yōu)選地，在固化之后板的肖氏硬度為≥30至≤40，更優(yōu)選地≥33至≤37。肖氏硬度是材料對裝有彈簧的硬度試驗壓頭的抗壓入性的測量結(jié)果。這個數(shù)越大，抗耐性越強。肖氏硬度用已知的硬度計來測量，因此也稱為‘硬度計示硬度’。
另外，優(yōu)選地，在固化后的體積收縮量為≥0至≤6％，更優(yōu)選地≥0至≤4％。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，粒子層的厚度T≥3d且≤20d，其中d是所述至少一個粒子層的粒子的中間粒子直徑。已表明這在實踐中是最適合于粒子層的厚度。優(yōu)選地，粒子層的厚度T≥2d且≤10d。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，粒子的堆積密度為≥20至≤100％，優(yōu)選地≥40至≤80％。術(shù)語“堆積密度”理解為與層體積相比的粒子的體積。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，粒子層的厚度T≥0.3μm且≤3μm。這也已表明是最適合于粒子層的絕對值厚度。優(yōu)選地，粒子層的厚度T≥0.5μm且≤2μm，最優(yōu)選地≥0.8μm且≤1.5μm。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，散射功率sT，即所述至少一個粒子層的粒子的散射參數(shù)s與層厚度T的積≥0且≤0.24，優(yōu)選為≥0.1且≤0.2。對于非吸收粒子可以根據(jù)角積分反射R確定散射參數(shù)。對于漫反射照明，層中的粒子的散射參數(shù)由s＝R/(T*(1-R))給出。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述板由從PMMA、PS、PTFE、PC、玻璃及它們的混合物中選擇的材料制成。
應(yīng)當(dāng)指出的是，在本發(fā)明的意義上，所述板不必是單片；然而，在一些應(yīng)用中，有利的是所述板包括兩個或更多的子板。因此，術(shù)語“板”不應(yīng)理解為總是均勻的單片；本發(fā)明也解決使用幾個板的發(fā)光板系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述至少一個粒子層的粒子由從無機材料、有機材料、以及有機聚合物中選擇的材料制作的，其中無機材料優(yōu)選從SiO2、MgO、Al2O3、TiO2、ZrO2、硫化物、沸石或方鈉石中選擇。這些材料已經(jīng)被證明是最有效的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述至少一個粒子層的粒子對400nm至800nm波長范圍的光的吸收性a是0≤a≤1cm-1，更優(yōu)選為0.01≤a≤0.5cm-1，最優(yōu)選為0.02≤a≤0.2cm-1。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述板的厚度為≥0.1mm且≤2cm。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光板系統(tǒng)用于許多系統(tǒng)和/或應(yīng)用中，其中有下列的應(yīng)用-家用應(yīng)用-建筑物中的房間隔板-運輸系統(tǒng)中的隔墻-商場應(yīng)用-窗戶，尤其是建筑物的窗戶-車窗-建筑物和運輸工具中的透明頂部前面所述的部件、以及要求保護的部件、和在所述實施例中根據(jù)本發(fā)明而要使用的部件關(guān)于它們的大小、形狀、材料選擇、以及技術(shù)概念都不屬于任何特例，從而在相關(guān)領(lǐng)域中已知的選擇標(biāo)準(zhǔn)都可以使用而沒有任何限制。
本發(fā)明的目的的其它細節(jié)、特征以及優(yōu)點在從屬權(quán)利要求、附圖、例子以及下面相應(yīng)附圖及例子的描述中公開了，其中那些例子是以例示的方式表明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光板的幾個優(yōu)選實施例。


圖1示出了透明光板的示意性表示。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的發(fā)光板系統(tǒng)的示意性橫截面圖。
具體實施例方式
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的發(fā)光板系統(tǒng)1的示意性橫截面圖。發(fā)光板系統(tǒng)1包括板10，該板10具有層狀和/或窗狀結(jié)構(gòu)，并且具有第一表面100和與該第一表面100相對的第二表面200。在垂直于第一表面100和第二表面200的板10的側(cè)面上提供有光源20。如圖1所示，光源是以這樣的方式設(shè)置的從光源發(fā)出的大部分光以與第一表面和第二表面略垂直的角度進入板。為了實現(xiàn)這個目的，在光源周圍提供反射器30，以在不朝向板10的方向反射從光源20發(fā)射的光。
在本發(fā)明中，光源20只是燈，然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，光導(dǎo)，例如由透明塑料所制成的纖維或光波導(dǎo)，也可以用作本發(fā)明中的光源。
在板10的第二表面200上提供具有三行粒子50的粒子層40。這些粒子嵌入在基質(zhì)材料60中。
粒子層40中的粒子50被選擇為具有基本上是 的直徑，其中n粒子是粒子層的粒子的折射率，n基質(zhì)是基質(zhì)材料的折射率。在本實施例中粒子50被排列為三條直線行，然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在本發(fā)明中也可以使用不是很整齊的粒子排列。
粒子層40具有的厚度T是粒子50的中間粒子直徑的大小的三倍。如前面所指出的，這在本發(fā)明中是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光板系統(tǒng)還可以由下面的例子進行說明，這僅僅是例示性的方式例子1MgO粒子(Alfa aesar公司生產(chǎn)的，純度99.95％，n＝1.74，d50％＝0.23μm)通過在一個慢慢轉(zhuǎn)動的軋輥工作臺上在聚乙烯(PE)闊頸瓶(11)中用YSZ-ZrO2珠狀物(氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯，直徑1mm)研磨12小時而被散布在水介質(zhì)中。在將珠狀物篩濾后，通過增加PVA粘結(jié)劑(Hoechst Mowiol 40-88)和濕潤劑，所得到的MgO粒子懸浮液的粘度增加到300mPa秒。懸浮液的MgO濃度是10wt.％，液相中的PVA濃度為3wt.％。通過刮刀，在4mm厚的膠質(zhì)玻璃板(30×40cm2)施加一均勻的粒子層，干燥后，厚度為2μm。經(jīng)涂敷的板插入適當(dāng)?shù)臒粽謨?nèi)，將光耦合進所述板的30cm長的邊緣。在燈打開的狀態(tài)下，光從膠質(zhì)玻璃均質(zhì)地發(fā)出，而在燈關(guān)閉的狀態(tài)下，板對可見光是透明的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光板系統(tǒng)(1)，其包括板(10)，其具有配備有第一表面(100)和與該第一表面相對的第二表面(200)的層狀和/或窗狀結(jié)構(gòu)；光源(20)，其位于板(10)的側(cè)面上，使從光源(20)發(fā)出的大部分光以略垂直于第一表面(100)和第二表面(200)的角度進入所述板，其特征在于，至少一個粒子層(40)的至少一部分被提供在第一和/或第二表面上，由此粒子層(40)的粒子(50)的特征已被匹配成使得發(fā)光板系統(tǒng)對于以與第一或第二表面成≥45至≤90的角度進入第一或第二表面的波長≥380nm至≤700nm的光的透明度為≥0.5至≤0.99。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光板系統(tǒng)，其中以與第一和/或第二表面成≥45至≤90的角度進入第一和/或第二表面的波長≥500nm至≤600nm的光的漫反射是≥0％至≤10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光板系統(tǒng)，粒子層(40)的粒子(50)被嵌入到基質(zhì)中，該基質(zhì)材料優(yōu)選從玻璃、硅酮、折射率≥1.0至≤3.5的無機材料、無機聚合物、有機聚合物，優(yōu)選具有折射率≥1.0至≤3.5，或其混合物中選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光板系統(tǒng)，至少一個粒子層(40)的粒子(50)的中間粒子直徑d是從≥50nm至 其中，n粒子是粒子層的粒子的折射率，n基質(zhì)是基質(zhì)的折射率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的發(fā)光板系統(tǒng)，其中散射功率sT，即所述至少一個粒子層(40)的粒子(50)的散射參數(shù)s與層厚度T的積≥0且≤0.24。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的發(fā)光板系統(tǒng)，其中粒子層(40)的厚度T≥2d且≤20d，d是至少一個粒子層(40)的粒子(50)的中間粒子直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的發(fā)光板系統(tǒng)，其中所述至少一個粒子層的粒子是由從無機材料、有機材料以及有機聚合物中選擇的材料制作的，其中無機材料優(yōu)選從SiO2、MgO、Al2O3、TiO2、ZrO2、硫化物、磷酸鹽、硼酸鹽、沸石或方鈉石中選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的發(fā)光板系統(tǒng)，其中所述至少一個粒子層的粒子對400nm至800nm波長范圍的光的吸收性a是0≤a≤1cm-1，更優(yōu)選為0.01≤a≤0.5cm-1，最優(yōu)選為0.02≤a≤0.2cm-1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的發(fā)光板系統(tǒng)，其中所述板(10)由從PMMA、PS、PTFE、PC、玻璃及其混合物中選擇的材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的發(fā)光板系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)用于下列一個或多個應(yīng)用-家用應(yīng)用-建筑物中的房間隔板-運輸系統(tǒng)中的隔墻-商場應(yīng)用-窗戶，尤其是建筑物的窗戶-車窗-建筑物和運輸工具中的透明頂部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光板系統(tǒng)(1)，其中所述發(fā)光板(10)配備有至少一個粒子層(40)，所述粒子層的粒子(50)已被設(shè)計成改善發(fā)光板(10)的透明度以及提高其光提取效率。
文檔編號G02B6/00GK101031832SQ200580033144
公開日2007年9月5日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者T·祖斯特爾, A·G·H·梅杰斯, D·伯特拉姆, H·貝克特爾, W·布塞爾特, H·F·博爾納 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司