專利名稱：發(fā)光二極管光源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及照明技術，并且更具體地涉及發(fā)光二極管(LED)光源。
背景技術：
在LED光源領域中，具有2700K和3000K (在下述段落中縮寫為“2700/3000K”)色
溫的暖白色光可以由藍光、黃/綠光和大量紅光的混合獲得。在一種方法中，通過將氮化物紅色熒光粉末和磷光體(例如釔鋁石榴石(YAG))涂覆在氮化鎵(GaN)基藍色LED芯片上，例如，暖白色光可以通過混合黃/綠光和紅光與未被吸收的藍光而產生，其中黃/綠光和紅光通過用由藍光LED發(fā)射的藍光的一部分激勵氮化物紅色熒光粉末和磷光體而產生，未被吸收的藍光穿過氮化物紅色熒光粉末和磷光體。然而，在這種方法中，在從藍到紅的光轉換過程中可能存在大量的能量損失，并且因此這種類型的暖白色LED光源的照明效率低。為了提高暖白色LED光源的照明效率，在另一種方法中，暖白色LED光源可以通過以下構造將涂覆磷光體的藍色LED的陣列(例如YAG涂覆的GaN基藍色LED陣列)與紅色LED陣列(例如磷化鋁銦鎵(AlInGaP)LED陣列)封裝在一起。與將藍光轉換成紅光的前述方法相比，這種方法的照明效率高得多，因為紅色LED陣列直接發(fā)射紅光，并且混合的暖白光的質量更好。然而，因為與紅色LED的流明輸出的溫度依存性相比，藍色LED具有不同的流明輸出的溫度依存性，即隨著結溫度升高，紅色LED的流明退化比藍色LED的流明退化強得多。因此，當LED光源處于工作中時，即，結溫度達到高水平時，由涂覆磷光體的藍色LED陣列發(fā)射的冷白色光和由紅色LED陣列發(fā)射的紅光混合形成的暖白色光的色點可能偏移很大。當混合的暖白色光的色點偏離在黑體軌跡上的2700/3000K的色溫的5麥克亞當橢圓時，觀察者可以觀察到暖白色光源的顏色更微綠或微紅。通常，當LED光源處于工作狀態(tài)時，并且如果涂覆磷光體的藍色LED陣列的流明輸出與紅色LED陣列的流明輸出的比率在4.8:1到3.8:1的范圍內，則由涂覆磷光體的藍色LED陣列發(fā)射的冷白色光和由紅色LED陣列發(fā)射的紅光混合形成的暖白色光的色點可以處于黑體軌跡上的2700/3000K的色溫的5麥克亞當橢圓內。通常，通過將涂覆磷光體的藍色LED陣列與紅色LED陣列封裝在一起而構成的暖白色LED光源由雙信道驅動器驅動。除了雙信道驅動器外，具有該LED光源的照明系統(tǒng)通常還裝備有溫度傳感器。當LED光源處于工作狀態(tài)時，溫度傳感器測量LED陣列的結溫度并將溫度信息發(fā)送至雙信道驅動器?；谒邮盏臏囟刃畔?，雙信道驅動器調整分別供應給涂覆磷光體的藍色LED陣列和紅色LED陣列的電流，使得其流明輸出的比率保持在4. 8:1到3.8:1的范圍內。由雙信道驅動器驅動的暖白色LED光源可以確保涂覆磷光體的藍色LED陣列的流明輸出與紅色LED陣列的流明輸出的比率在其工作期間保持在4. 8:1到3.8:1范圍內，然而，因為采用LED光源的這種類型的照明系統(tǒng)包括溫度傳感器和雙信道驅動器，所以其結構復雜且成本較高。

發(fā)明內容
為了簡化設計并降低成本，將期望使用信號信道驅動器來驅動紅色發(fā)光二極管陣列和涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列，即，紅色發(fā)光二極管陣列和涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列由同一電流驅動。為了更好地解決上述擔憂，在本發(fā)明的一個實施例中，提供了一種發(fā)光二極管光源。該光源包括
紅色發(fā)光二極管陣列；
涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列，由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列發(fā)射的混合光的色點落在CIE色度圖的一個四邊形中，其中所述四邊形的四個頂點的坐標是(0. 375，0. 427)，(0. 390，0. 456)，(0. 366，0. 430)，(0. 38，0. 46)；
其中，當涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管以及紅色發(fā)光二極管陣列的 發(fā)光二極管的結溫度基本上等于室溫時，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。根據實施例，當發(fā)光二極管光源處于工作狀態(tài)時，S卩，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管以及紅色發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管的結溫度例如在70° C到100° C之間時，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列的流明輸出的比率可以在4. 8:1到3. 8:1的范圍內，使得由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列發(fā)射的冷白色光和由紅色發(fā)光二極管陣列發(fā)射的紅光混合形成的暖白色光的色點可以處于黑體軌跡上的2700/3000K的色溫的5麥克亞當橢圓內，并且因此由發(fā)光二極管光源發(fā)射的暖白色光的質量被有效地提聞。有利地，調整涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管與紅色發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管的數量比率和/或面積比率，使得涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。有利地，調整磷光體的組成比率和/或顆粒尺寸，使得由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列發(fā)射的混合光的色點落在所述四邊形內。有利地，藍色發(fā)光二極管陣列的峰發(fā)射波長被設定在440nm到460nm的范圍內。有利地，藍色發(fā)光二極管陣列是氮化鎵基藍色發(fā)光二極管陣列。有利地，紅色發(fā)光二極管陣列(110)的峰發(fā)射波長被設定在600nm到620nm的范圍內。有利地，紅色發(fā)光二極管陣列是AlInGaP發(fā)光二極管陣列。有利地，磷光體包括YAG或TAG。根據本發(fā)明的另一實施例，提供了一種照明設備。該照明設備包括單信道驅動器和任何如上所述的發(fā)光二極管光源，其中所述發(fā)光二極管光源由單信道驅動器驅動。


為了更加完整理解本發(fā)明以及其優(yōu)點，現(xiàn)在參照結合附圖進行的以下描述，在附圖中
圖I是根據本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管光源100的示意 圖2是根據本發(fā)明的實施例的照明設備10的示意圖；圖3是根據本發(fā)明的實施例的CIE色度 圖4示出了根據本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管光源100的相應發(fā)光二極管的布置。除非另外指明，否則在不同圖中的相應數字和符號通常指代對應的部分。
具體實施例方式在下文中參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。圖I是根據本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管光源100的示意圖。圖2是根據本發(fā)明的實施例的照明設備10的示意圖。照明設備10包括單信道驅動器200和圖I的發(fā)光二極管光源100。
·
如圖I和圖2中所示，發(fā)光二極管光源100包括紅色發(fā)光二極管陣列110和涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120。紅色發(fā)光二極管陣列110可以包括一個或多個紅色發(fā)光二極管，并且類似地，藍色發(fā)光二極管陣列120可以包括一個或多個紅色發(fā)光二極管。在實施例中，藍色發(fā)光二極管陣列120的峰發(fā)射波長被設定在440nm到460nm的范圍內。有利地，藍色發(fā)光二極管陣列120包括氮化鎵基藍色發(fā)光二極管陣列。氮化鎵基藍色發(fā)光二極管陣列包括但不限于GaN藍色發(fā)光二極管陣列、GaAlN藍色發(fā)光二極管陣列、InGaN發(fā)光二極管陣列或InAlGaN藍色發(fā)光二極管陣列。在實施例中，紅色發(fā)光二極管陣列110的峰發(fā)射波長被設定在600nm到620nm的范圍內。有利地，紅色發(fā)光二極管陣列110包括AlInGaP發(fā)光二極管陣列。在實施例中，磷光體包括YAG(釔鋁石榴石)。在另一實施例中，磷光體包括TAG(鋱鋁石榴石)。如圖2中所示，紅色發(fā)光二極管陣列110和涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管120是串聯(lián)耦接的，并且其工作電流由單信道驅動器200供應。當發(fā)光二極管光源100處于工作狀態(tài)時，由單信道驅動器200供應的工作電流流過紅色發(fā)光二極管陣列110和涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120，使得陣列110和120分別被激勵而發(fā)射光。由藍色發(fā)光二極管陣列120發(fā)射的藍光的一部分激勵涂覆在其上的磷光體從而發(fā)射黃/綠光，并且黃/綠光與通過磷光體的未被吸收的藍光混合以產生冷白色光。然后，由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120發(fā)射的冷白色光與由紅色發(fā)光二極管發(fā)射的紅色光混合以形成暖白色光。在圖I和圖2的實施例中，由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120發(fā)射的混合光的色點落在圖3的CIE色度圖的四邊形內。該四邊形的四個頂點的坐標是(0.375，
0.427)，(0. 390，0. 456)，(0. 366，0. 430)，(0. 38，0. 46)。在實施例中，可以調整磷光體的組成比率，使得由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120發(fā)射的混合光的色點落在該四邊形內。在另一實施例中，可以調整磷光體的顆粒大小，使得由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120發(fā)射的混合光的色點落在該四邊形內。在另外的實施例中，可以調整磷光體的組成比率和磷光體的顆粒大小兩者，使得由涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列發(fā)射的混合光的色點落在該四邊形內。此外，在圖I和圖2的實施例中，當涂覆磷光體的藍色二極管陣列120的發(fā)光二極管以及紅色發(fā)光二極管陣列110的發(fā)光二極管的結溫度基本上等于室溫時，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列110的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。有利地，室溫是25° C。將理解，本發(fā)明的室溫可以允許稍微偏離25° C。在實施例中，供應給涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120和紅色發(fā)光二極管陣列110的工作電流的預定持續(xù)時間是以脈沖的形式，并且涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列110的流明輸出的比率被測量。然后，調整涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的藍色發(fā)光二極管與紅色發(fā)光二極管陣列110的紅色發(fā)光二極管的數量比率，使得涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列110的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。因為供應給涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120和紅色發(fā)光二極管陣列110的 工作電流的預定持續(xù)時間是以脈沖的形式，發(fā)光二極管的結溫度基本上等于室溫，使得確保所測量的流明輸出的比率的準確性，并且因此確保對流明輸出的比率的下述調整的準確性?？蛇x地，預定持續(xù)時間是5到100ms，并且有利地，預定持續(xù)時間是25ms?？蛇x地，以脈沖形式供應的工作電流的占空比是在1%到20%的范圍內。在另一實施例中，可以調整涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的藍色發(fā)光二極管與紅色發(fā)光二極管陣列110的紅色發(fā)光二極管的面積比率和/或總面積比率，使得涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列110的流明輸出的比率在4:1到I. 5:1的范圍內。在另外的實施例中，可以調整涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的藍色發(fā)光二極管與紅色發(fā)光二極管陣列110的紅色發(fā)光二極管的數量比率和面積比率二者，使得涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列110的流明輸出的比率在4:1到I. 5:1的范圍內。當涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120和紅色發(fā)光二極管陣列110的發(fā)光二極管的結溫度基本上等于室溫時，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列110的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。因此，當發(fā)光二極管光源處于工作狀態(tài)時，即，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的發(fā)光二極管和紅色發(fā)光二極管陣列110的發(fā)光二極管的結溫度例如在70° C到100° C之間時，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120的流明輸出與紅色發(fā)光二極管陣列110的流明輸出的比率在4.8:1到3. 8:1的范圍內，使得由涂覆磷光體的發(fā)光二極管陣列120發(fā)射的冷白色光和由紅色發(fā)光二極管陣列110發(fā)射的紅光混合形成的暖白色光的色點可以位于黑體軌跡上的2700/3000K的色溫的5麥克亞當橢圓內，如圖3所示。圖4示出了根據本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管光源100的相應發(fā)光二極管的布置。發(fā)光二極管光源100的紅色發(fā)光二極管陣列110包括第一紅色發(fā)光二極管1101和第二紅色發(fā)光二極管1102，并且涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120包括第一涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管1201和第二涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管1202。如圖4中所示，發(fā)光二極管光源100的四個發(fā)光二極管不對稱地設置在基板上。第一涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管1201設置在基板的左側，第一紅色發(fā)光二極管1101和第二紅色發(fā)光二極管1102分別對稱地設置在基板的上側和下側，并且第二涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管1202設置在基板的右側。要指出的是，圖4的布置是一種說明性的舉例，并且將理解，發(fā)光二極管光源100的發(fā)光二極管的布置不限于上述布置。在實施例中，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120和紅色發(fā)光二極管陣列110被封裝在載體基板上，例如，在所有這兩個發(fā)光二極管陣列上具有單個硅樹脂透鏡包裝的陶瓷基板。在另一實施例中，涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列120和紅色發(fā)光二極管陣列110被封裝在載體基板上，例如，在每個獨立發(fā)光二極管陣列上具有硅樹脂透鏡包裝的陶瓷基板。盡管在上述實施例中描述了根據本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管光源100由單信 道驅動器驅動，但是發(fā)光二極管光源不限于由單信道驅動器驅動，并且它還可以由雙信道驅動器驅動。如上面提及的，當發(fā)光二極管光源由雙信道驅動器驅動時，其在結構上相對復雜且成本較高。本發(fā)明的實施例的由單信道驅動器驅動的發(fā)光二極管光源具有相同的照明性能，進一步降低了成本且簡化了結構。盡管上面已經在詳細描述中且參考附圖對本發(fā)明進行了描述，但是應該理解，這樣的描述純粹是說明性的，并且不被在限制意義中解讀；因此，本發(fā)明不限于這種實施例。也將容易地理解到，本領域技術人員可以通過研究說明書、披露的內容、附圖和所附的權利要求而理解和實施所公開的實施例的其它變形。在權利要求書中，動詞“包括”及其變形不排除其它要素和步驟，并且不定冠詞“一 / 一個”不排除多個。在本發(fā)明的實際應用中，權利要求中的多個技術特征的功能可以由單一部件實施。應當理解，附圖和權利要求中的任何參考數字不限制本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管光源(100)，包括 紅色發(fā)光二極管陣列(110)； 涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)，由所述涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)發(fā)射的混合光的色點落在CIE色度圖的四邊形內，其中所述四邊形的4個頂點的坐標是(0. 375，0. 427)，(0. 390，0. 456)，(0. 366，0. 430)，(0. 38，0. 46)； 其中，當所述涂覆磷光體的藍色二極管陣列(120)的發(fā)光二極管以及所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)的發(fā)光二極管的結溫度基本上等于室溫時，所述涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)的流明輸出與所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。
2.如權利要求I所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)的發(fā)光二極管與所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)的發(fā)光二極管的數量比率和/或面積比率被調整，使得所述涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)的流明輸出與所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。
3.如權利要求I所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述磷光體的組成比率和/或顆粒尺寸被調整，使得由所述涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)發(fā)射的混合光的色點落在所述四邊形內。
4.如權利要求I所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述藍色發(fā)光二極管陣列(120)的峰發(fā)射波長被設定在440nm到460nm的范圍內。
5.如權利要求4所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述藍色發(fā)光二極管陣列(120)包括氮化鎵基藍色發(fā)光二極管陣列。
6.如權利要求I所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)的峰發(fā)射波長被設定在600nm到620nm的范圍內。
7.如權利要求6所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)包括AlInGaP發(fā)光二極管陣列。
8.如權利要求I所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述磷光體包括YAG或TAG。
9.如權利要求5所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述氮化鎵基藍色發(fā)光二極管陣列包括GaN藍色發(fā)光二極管陣列、GaAlN藍色發(fā)光二極管陣列、InGaN發(fā)光二極管陣列或InAlGaN藍色發(fā)光二極管陣列。
10.一種照明設備(10)，包括單信道驅動器(200)和根據權利要求I至9中任一項所述的發(fā)光二極管光源(100)，其中所述發(fā)光二極管光源(100)由所述單信道驅動器(200)驅動。
全文摘要
本發(fā)明中提供了一種發(fā)光二極管光源(100)，其包括紅色發(fā)光二極管陣列(110)；涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)，由所述涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)發(fā)射的混合光的色點落在CIE色度圖的四邊形內，其中該四邊形的4個頂點的坐標是(0.375,0.427)，(0.390,0.456)，(0.366,0.430)，(0.38,0.46)；其中，當所述涂覆磷光體的藍色二極管陣列(120)的發(fā)光二極管以及所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)的發(fā)光二極管的結溫度基本上等于室溫時，所述涂覆磷光體的藍色發(fā)光二極管陣列(120)的流明輸出與所述紅色發(fā)光二極管陣列(110)的流明輸出的比率在4:1到1.5:1的范圍內。利用本發(fā)明的發(fā)光二極管光源(100)，有效地改善了暖白色光的質量。
文檔編號F21K99/00GK102812782SQ201180016997
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2010年4月2日
發(fā)明者H.鐘, 梅毅, R.C.P.霍斯肯斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司