專利名稱：光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源，它包含一個(gè)反射體，該反射體具有帶涂層的反射部分。
開(kāi)頭段落中提及的那種光源特別用于頂棚照明，和對(duì)物體(如商店櫥窗、商店、展覽會(huì)空間中的物體)進(jìn)行照射，例如陳列室中藝術(shù)物體的照射，又如較大物體(如車輛)的照射。這種光源還用作墻壁照亮以便從側(cè)面對(duì)物體進(jìn)行照射，或地板照射(如劇院舞臺(tái)上)，用于對(duì)物體或人物進(jìn)行照射。所述的光源也可以用在室外環(huán)境中。所述光源還用作如(圖像)顯示裝置，如(等離子尋址的)液晶顯示器或視頻墻的背光，以及辦公照明或突顯物體外觀的光源。
國(guó)際專利申請(qǐng)WO-A01/75358中描述了一種光源，它帶有模制反射體，該反射體包含帶有反光顆粒和粘合劑的反射涂層，并具有側(cè)面反射部分和外表面。該涂層由于在其外表面上沒(méi)有顆粒以及由于粘合劑的透光特性而具有一個(gè)光滑的光學(xué)波導(dǎo)表面。由于這些特性，涂層具有高程度的鏡面反射，從而既增加了流明輸出比，也提高了光源的光定向性能。
已知光源的缺點(diǎn)是，涂層易于退化而縮短光源的壽命。
本發(fā)明的目的是從整體上或部分地消除上述缺陷。按照本發(fā)明，開(kāi)頭段落用于此目的的這種光源包含反射體，具有反射部分，反射部分具有基于無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)的涂層，該涂層含有透光粘合劑，透光粘合劑含有反光顆粒，反光顆粒是從由氧化鈦、氧化鋁、含鹵素磷酸鹽、焦磷酸鈣和焦磷酸鍶組成的組中選擇出來(lái)的，并且反光顆粒被表層所包圍，以改善涂層的反射性。
涂層對(duì)紫外光曝光的靈敏度在高溫下降低是因?yàn)橥繉踊谝环N無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)。因此，具有這種涂層的光源的靈敏度降低，從而延長(zhǎng)了按照本發(fā)明的光源的壽命。這種涂層是基于已知光源中的有機(jī)系統(tǒng)的。具體說(shuō)來(lái)，已知光源中的反光顆粒與透光粘合劑組合，所述粘合劑是一種硅樹(shù)脂粘合劑、含氟聚合物或丙烯酸鹽。按照本發(fā)明的手段特別適合用作室外光源。
無(wú)機(jī)溶膠-凝膠過(guò)程是一種用來(lái)制作陶瓷和玻璃材料的通用溶液過(guò)程。一般說(shuō)來(lái)，溶膠-凝膠過(guò)程包含從液體“溶膠”(大多數(shù)為膠體的)到固體“凝膠”相的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。采用該溶膠-凝膠過(guò)程，可以將陶瓷或玻璃材料制成各種各樣的形狀超細(xì)或球形粉末、薄膜涂層、陶瓷纖維、微孔無(wú)機(jī)膜、單塊陶瓷和玻璃或在極端情況下，是多孔氣凝膠材料。
制備“溶膠”中所使用的起始材料通常是無(wú)機(jī)金屬鹽或有機(jī)金屬化合物如金屬醇鹽。在一種典型的溶膠-凝膠過(guò)程中，前體經(jīng)過(guò)一系列水解作用和聚合反應(yīng)，以形成膠體懸浮液或“溶膠”。對(duì)“溶膠”的進(jìn)一步的處理使得可以把陶瓷材料制成不同的形狀。通過(guò)旋涂或浸涂，在一片反射材料上制成薄膜。當(dāng)把“溶膠”注入模具內(nèi)時(shí)，將形成濕“凝膠”形狀。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的干燥和熱處理，“凝膠”被轉(zhuǎn)換成致密的陶瓷或玻璃制品。
發(fā)射可見(jiàn)光的粘合劑在反光顆粒上以及在反射體上形成透明導(dǎo)光層。在涂層處，會(huì)出現(xiàn)可見(jiàn)光的漫射和鏡面反射。相當(dāng)高程度的鏡面反射使得大體所有從光源產(chǎn)生的光從光源直接或僅經(jīng)過(guò)一次反射發(fā)送到外部。這使得由于是在涂層上反射的，因而光損耗相當(dāng)?shù)汀０凑毡景l(fā)明的光源具有較高的光輸出比。按照本發(fā)明的光源由于其涂層具有高度的鏡面反射而適用于重點(diǎn)照明。
從由氧化鈦、氧化鋁、含鹵素磷酸鹽、焦磷酸鈣和焦磷酸鍶組成的組中選擇出來(lái)的反光顆粒非常適合用作涂層。這些反光顆?？梢耘c透光粘合劑(如硅樹(shù)脂粘合劑、含氟聚合物(如THV200)或丙烯酸鹽)很好地組合。在其反射部分上提供有具有這種顆粒和粘合劑的組成的涂層的光源具有很好的反光、光束成型特性。反光顆粒的大小優(yōu)選在從100到500nm的范圍內(nèi)。
用表層圍繞反光顆粒使得進(jìn)一步提高了涂層鏡面反射。為了進(jìn)一步提高鏡面反射，表層和反光顆粒優(yōu)選具有不同的折射率。表層優(yōu)選包含氧化硅或氧化鋁。SiO2和Al2O3是用作圍繞反光顆粒的表層的合適的材料。
在光源的一優(yōu)選實(shí)施例中，無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)是一種基于二氧化硅的溶膠-凝膠系統(tǒng)?；诙趸璧娜苣z-凝膠系統(tǒng)的應(yīng)用在本領(lǐng)域中是眾所周知的?；诙趸璧娜苣z-凝膠系統(tǒng)中合適的起始材料是甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和四乙基原硅酸鹽(TEOS)。
透光粘合劑優(yōu)選包含氧化硅顆粒。在透光粘合劑中加入氧化硅顆粒使得可以形成相當(dāng)厚的涂層。例如，可以采用所謂的LudoxTM顆粒(膠質(zhì)二氧化硅顆粒)。氧化硅顆粒的大小優(yōu)選是在從10到50nm的范圍內(nèi)。
可以采用相當(dāng)厚的涂層，該涂層系統(tǒng)用于按照本發(fā)明的光源中。優(yōu)選實(shí)施例的高壓放電燈組件的特征是，涂層厚度在從1到200μm的范圍內(nèi)。涂層厚度優(yōu)選在從10到100μm的范圍內(nèi)。這樣的一種厚度是無(wú)法采用根據(jù)有機(jī)涂層的光源如已知的光源來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
金屬是一種很合適的用于反射體的反射部分的材料。金屬優(yōu)選包含鋁。鋁反射部分與包含氧化硅顆粒的透光粘合劑的組合由于熱膨脹系數(shù)之間的匹配是很合適的。
在優(yōu)選實(shí)施例的光源中，透光粘合劑包含一種穩(wěn)定劑。這樣一種穩(wěn)定劑改善了涂層的穩(wěn)定性。
在參照后文中所描述的實(shí)施例后，讀者將清楚地了解本發(fā)明的各個(gè)方面。
圖中，

圖1以截面圖形式示出按照本發(fā)明的光源的實(shí)施例，以及圖2示出按照本發(fā)明的光源涂層細(xì)節(jié)。
附圖中示出的僅是示意性的。注意，為清楚起見(jiàn)，一些尺寸大大夸大了。并且圖中的相似元件盡量采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖1以截面圖形式示意示出按照本發(fā)明的光源實(shí)施例。光源包含具有反射部分2的反射體9。反射體9的反射部分優(yōu)選包含金屬。在一種最佳實(shí)施例中，金屬包含鋁。反射體9具有基于無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)的涂層5。無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)優(yōu)選是一種基于二氧化硅的溶膠-凝膠系統(tǒng)。
在圖1所示的例子中，光源還包含位于光源發(fā)光窗口4前端的漫射裝置3。另外，反射部分2和漫射裝置3二者都涂覆有涂層5。在另一種實(shí)施例中，涂層5可替換地僅位于反射部分2上。圖1中，光源1配備有接觸裝置6。此外，圖1中還舉例示出了容納在接觸裝置6中的四(管狀)低壓水銀放電熒光燈6a，如PLS 11W。其他合適的燈是高壓放電燈如CDM或SON。燈6a位于垂直于圖面的縱向并沿發(fā)光窗口4的方向。在燈6a的工作期間，從燈6a發(fā)出的光束7落在涂層5上，并且或者由涂層5反射，或者穿過(guò)涂層5和漫射裝置3。涂層5處光束7的每次反射8引起光束7的一些散射，從而產(chǎn)生均勻的光分布。光束7的最終散射發(fā)生在光束7透射通過(guò)漫射裝置3的時(shí)候。結(jié)果是，物體受到光源1的均勻照射。
圖2示意示出按照本發(fā)明的光源涂層的細(xì)節(jié)。涂層5包含透光粘合劑11。透光粘合劑11優(yōu)選包含穩(wěn)定劑。透光粘合劑11包含反光顆粒10。反光顆粒10是從由氧化鈦、氧化鋁、含鹵素磷酸鹽、焦磷酸鈣和焦磷酸鍶組成的組中選擇出來(lái)的。反光顆粒10的大小優(yōu)選在100到500nm的范圍內(nèi)。
圖2中，反光顆粒10被表層14所包圍，用來(lái)提高涂層5的反射性。表層14優(yōu)選包含氧化硅或氧化鋁。另外，透光粘合劑11還包含氧化硅顆粒20。氧化硅顆粒20的大小在從10到50nm的范圍內(nèi)。
涂層5的厚度在從1到200μm的范圍內(nèi)。涂層5的厚度在從10到100μm的范圍內(nèi)。
將涂層基于無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)減少了涂層對(duì)UV曝光和對(duì)高溫的靈敏度。因此，減小了具備這種涂層的光源的靈敏度，從而延長(zhǎng)了按照本發(fā)明光源的壽命。
一典型實(shí)例適合于用于高溫和耐紫外光曝光的光源涂層是由基于二氧化硅的溶膠-凝膠系統(tǒng)而得到的涂層，該硅溶膠-凝膠系統(tǒng)以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)與膠質(zhì)二氧化硅顆粒例如Ludox TM-50組合。反光顆粒包含氧化鈦(TiO2)或氧化鋁(Al2O3)，以提高涂層的反射性。
基于MTMS/Ludox的涂層是很合適的，因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)α與光源中鋁襯底的熱膨脹系數(shù)匹配(αMTMS/Ludox＝20ppm/K和αAI＝24ppm/K)。熱膨脹系數(shù)的這種匹配使得可以制造足夠厚的涂層。厚涂層提供了相當(dāng)高的總反射。本發(fā)明的光源中基于二氧化硅的溶膠-凝膠系統(tǒng)涂層耐溫度特性高達(dá)400-450℃，而在基于有機(jī)粘合劑系統(tǒng)的已知光源中，涂層是無(wú)法用在150℃以上的。另外，按照本發(fā)明的光源中的基于二氧化硅的溶膠-凝膠系統(tǒng)涂層能夠承受相當(dāng)高程度的紫外光A和紫外光B輻射。這將大大阻止TiO2顆粒的光催化活性所引起的甲基劣化，其原因是，TiO2顆粒具有SiO2表層。
將按照本發(fā)明基于無(wú)機(jī)二氧化硅溶膠-凝膠系統(tǒng)光源中的涂層與基于有機(jī)粘合劑系統(tǒng)的已知光源中的涂層進(jìn)行比較。按照將涂層曝光于紫外光B輻射(約為0.6W/m2/nm；溫度＝70℃)的時(shí)間，測(cè)量550nm處的反射率。另外，按照將涂層曝光于紫外光B輻射的時(shí)間，測(cè)量色彩變化ΔE。色彩變化ΔE代表各種色彩分量的影響，并且定義如下ΔE=(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2,]]>式中，ΔL是黑和白(如果ΔL＞0，則更白)之間的平衡，Δa是綠和紅(如果Δa＞0，則更紅)之間的平衡，而Δb是藍(lán)和黃(如果Δb＞0，則更黃)之間的平衡。
表I總結(jié)了隨時(shí)間而變的劣化結(jié)果。
表I反射率和色彩變化ΔE的劣化隨涂層曝露于紫外光B輻射的時(shí)間的關(guān)系
表1示出按照本發(fā)明的光源中基于無(wú)機(jī)二氧化硅溶膠-凝膠系統(tǒng)的涂層對(duì)紫外光輻射是高抵抗的。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例并非是對(duì)本發(fā)明的限制，在不偏離權(quán)利要求書的范圍的情況下，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)許多種替換實(shí)施例。權(quán)利要求書中，不能將括弧中的標(biāo)號(hào)理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。動(dòng)詞“包含”及其詞形變化并不排除權(quán)利要求中沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的元件或步驟。元件之前的術(shù)語(yǔ)“一”或“一個(gè)”并不排除出現(xiàn)多于一個(gè)這樣元件的情況。本發(fā)明可以采用包含幾個(gè)分立元件的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以采用合適編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在列舉幾個(gè)裝置的裝置權(quán)利要求中，幾個(gè)這樣的裝置可以采用同一硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在各不相同的從屬權(quán)利要求中引述某些手段這一事實(shí)并不意味著不能采用這些手段的組合。
權(quán)利要求
1.一種光源，包含反射體(9)，具有反射部分(2)，該反射部分(2)具有基于無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)的涂層(5)，該涂層(5)含有透光粘合劑(11)，該透光粘合劑(11)含有反光顆粒(10)，所述反光顆粒(10)是從由氧化鈦、氧化鋁、含鹵素磷酸鹽、焦磷酸鈣和焦磷酸鍶組成的組中選擇出來(lái)的，并且所述反光顆粒(10)被一表層(14)所包圍，用以改善所述涂層(5)的反射。
2.如權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于，所述透光粘合劑(11)包含氧化硅顆粒(20)。
3.如權(quán)利要求2所述的光源，其特征在于，所述氧化硅顆粒(20)的大小在從10到50nm的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述無(wú)機(jī)溶膠-凝膠系統(tǒng)是基于二氧化硅的溶膠-凝膠系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述表層(14)包含氧化硅或氧化鋁。
6.如權(quán)利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述反光顆粒(10)的大小在從100到500nm的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述涂層(5)的厚度在從1到200μm的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的光源，其特征在于，所述涂層(5)的厚度在從10到100μm的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述反射體(9)的反射部分(2)含有金屬。
10.如權(quán)利要求9所述的光源，其特征在于，所述金屬包含鋁。
11.如權(quán)利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述透光粘合劑(11)包含穩(wěn)定劑。
全文摘要
一種光源，它具有反射體(9)，反射體(9)具有反射部分(2)，反射部分(2)提供有基于無(wú)機(jī)溶膠－凝膠系統(tǒng)優(yōu)選是基于二氧化硅的溶膠－凝膠系統(tǒng)的涂層(5)。涂層包含透光粘合劑。透光粘合劑包含反光顆粒。反光顆粒是從由氧化鈦、氧化鋁、含鹵素磷酸鹽、焦磷酸鈣和焦磷酸鍶的組成的組中選擇出來(lái)的。反光顆粒由表層所包圍，用來(lái)提高涂層的反射性。表層優(yōu)選包含氧化硅或氧化鋁。透光粘合劑優(yōu)選包含氧化硅顆粒。
文檔編號(hào)F21V7/22GK1914458SQ200580003295
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月28日
發(fā)明者N·A·M·弗海格哈, B·范德海杰登, M·德勒瓦, G·J·B·M·梅克斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司