利用遠(yuǎn)程熒光體和粉光led的光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種包括光源(10)和光轉(zhuǎn)換層(20)的照明單元(100)。光源(10)包括發(fā)光二極管(LED)(110)和物理接觸LED的發(fā)光表面(115)的第一發(fā)光材料層(120)。第一發(fā)光材料層(120)包括第一發(fā)光材料(130)，配置為以將至少一部分LED光(111)轉(zhuǎn)換成具有紅色成分的光(131)。光源(10)配置為以生成具有光(131)的藍(lán)色成分和紅色成分的光(11)。構(gòu)造在距離光源(10)的非零距離處(d)的光轉(zhuǎn)換層(20)包括配置為以將至少一部分光(11)轉(zhuǎn)換成光(31)的第二發(fā)光材料(30)。照明單元(100)配置為以提供白色照明單元光(111)。
【專利說明】利用遠(yuǎn)程熒光體和粉光LED的光源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括光源和光轉(zhuǎn)換層的照明單元，其中光轉(zhuǎn)換層遠(yuǎn)離光源。
【背景技術(shù)】
[0002]具有遠(yuǎn)離光源的光轉(zhuǎn)換層的照明設(shè)備在本領(lǐng)域中是眾所周知的。W02010/106504,例如，描述包括光源和透射布置的照明設(shè)備。光源布置為生成光源光，且包括發(fā)光器件(LED),該發(fā)光器件布置為生成LED光,并且包括第一發(fā)光材料的載體。載體接觸LED,第一發(fā)光材料布置為將至少一部分LED光轉(zhuǎn)換為第一發(fā)光材料光。第二發(fā)光材料的透射布置布置為遠(yuǎn)離光源，且布置為轉(zhuǎn)換至少一部分LED或至少一部分第一發(fā)光材料光和/或至少一部分第二發(fā)光材料光。W02010/106504表明要克服點(diǎn)光源照明中的遠(yuǎn)程發(fā)光材料系統(tǒng)的限制。此外，還描述基于單個(gè)類型的白色(發(fā)白)光源結(jié)合各種(橘-紅)遠(yuǎn)程發(fā)光材料而實(shí)現(xiàn)允許光源具有各種相關(guān)色溫的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明希望提高具有轉(zhuǎn)換至少一部分LED光的發(fā)光材料的基于LED的照明單元的效率?？雌饋憩F(xiàn)有領(lǐng)域系統(tǒng)具有次優(yōu)效率和/或以次優(yōu)方式是使用發(fā)光材料。因此，本發(fā)明的方面是提供替代照明單元，其優(yōu)選地進(jìn)一步至少部分地避免一個(gè)或多個(gè)以上所述缺點(diǎn)，和優(yōu)選地具有改良的效率。
[0004]本發(fā)明在第一方面提供包括光源和光轉(zhuǎn)換層的照明單元，其中
[0005]光源包括發(fā)光二極管(LED)和實(shí)體接觸發(fā)光二極管的發(fā)光表面的第一發(fā)光材料層，其中發(fā)光二極管配置為生成LED光，其中第一發(fā)光材料層包括第一發(fā)光材料，配置為將至少一部分LED轉(zhuǎn)換成具有紅色成分的發(fā)光材料光，光源配置為生成具有藍(lán)色成分和具有發(fā)光材料光的紅色成分(如，粉色光)的光源光；
[0006]光轉(zhuǎn)換層包括第二發(fā)光材料，配置為以將至少一部分光源光轉(zhuǎn)換成第二發(fā)光材料光，其中光轉(zhuǎn)換層配置為在距離光源非零距離處(幾何的)；以及
[0007]其中照明單元配置為提供具有光源光的藍(lán)色成分和紅色成分且具有第二發(fā)光材料光的補(bǔ)色成分的白色照明單元光。
[0008]令人驚訝的是，該照明單元可以比其他結(jié)構(gòu)具有更高的轉(zhuǎn)換效率，例如在光源的出射表面上的一種或多種其他發(fā)光材料或在光源上的所有發(fā)光材料。還顯示出，可以用比其他結(jié)構(gòu)更高效地轉(zhuǎn)換光源光的方式來應(yīng)用發(fā)光材料。
[0009]術(shù)語光源原則上指本領(lǐng)域中已知的任何光源，但是尤其指基于LED的光源，下文中進(jìn)一步表示為LED。為了理解的原因，以下說明書將只處理基于LED的光源。光源配置為提供粉色光，如藍(lán)色光(藍(lán)色成分)和紅色光(紅色成分)的組合。這可以通過一些方法獲得。
[0010]在優(yōu)選的實(shí)施例中，發(fā)光二極管配置為生成具有藍(lán)色成分的LED光。換句話說，光源包括藍(lán)色LED。在該實(shí)施例中至少一部分藍(lán)色成分(或在實(shí)施例中全部藍(lán)色成分)由LED提供。
[0011]—般地,在該實(shí)施例中,第一發(fā)光材料層和光轉(zhuǎn)換層中的發(fā)光材料將吸收(部分)藍(lán)色光，并將吸收的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換成具有另一顏色的光，其可以至少部分地用作藍(lán)色的補(bǔ)色成分。例如，LED提供藍(lán)色光。部分藍(lán)色光被第一發(fā)光材料吸收，并轉(zhuǎn)換成紅色光。用這種方式，光源提供粉色光。光轉(zhuǎn)換層還可以轉(zhuǎn)換部分藍(lán)色光，將其轉(zhuǎn)換成具有藍(lán)色和紅色的補(bǔ)色，如綠色和/或黃色光。進(jìn)一步，光轉(zhuǎn)換層特別配置為透射部分光源光，即，至少一部分藍(lán)色光和部分紅色光。用這種方式，可以獲得白色照明單元。
[0012]在又一實(shí)施例中，發(fā)光二極管配置為生成具有紫外線(UV)成分的LED光。然后，第一發(fā)光材料可以配置為以將至少一部分LED光轉(zhuǎn)換成額外具有(至少一部分)藍(lán)色成分(除了紅色成分之外)的發(fā)光材料光。
[0013]—般地，在該實(shí)施例中，第一發(fā)光材料層中的發(fā)光材料將吸收UV光,并將至少一部分UV光轉(zhuǎn)換成具有藍(lán)色的光。第一發(fā)光材料還包括配置為以提供紅色光的發(fā)光材料。一旦利用LED的UV光激發(fā)和/或通過藍(lán)色光激發(fā)可以生成。用這種方式，光源提供粉色光。光轉(zhuǎn)換層可以將剩余UV (如果有的話)和/或部分藍(lán)色光轉(zhuǎn)換成具有藍(lán)色和紅色互補(bǔ)的顏色的光，例如綠色和/或黃色光。進(jìn)一步，光轉(zhuǎn)換層配置為以傳送部分光源光，如，至少一部分藍(lán)色光和一部分紅色光。用這種方式，可以獲得白色照明單元光。在該實(shí)施例中，第一發(fā)光材料包括能夠?qū)⒐庠垂廪D(zhuǎn)換成紅色光和藍(lán)色光的一種或多種材料，導(dǎo)致產(chǎn)生提供粉色光源光的光源。舉藍(lán)色成分來說，可以應(yīng)用眾所周知的材料BaMgAlltlO17 = Eu2+,舉紅色成分來說，可以應(yīng)用下文中指示的紅色發(fā)光材料。原理上，單個(gè)發(fā)光材料能夠?qū)V光轉(zhuǎn)換成藍(lán)色光和紅色光(如，Eu2+、Mn2+摻雜系統(tǒng))，但是一般地可以應(yīng)用兩個(gè)或多個(gè)不同發(fā)光材料。
[0014]優(yōu)選地，光源是在工作期間發(fā)射出至少從200nm到490nm范圍選擇的波長的光的光源，尤其是在工作期間發(fā)射出至少從400nm到490nm范圍選擇的波長的光的光源，及時(shí)在440nm到490nm范圍內(nèi)選擇的波長的光的光源,像470nm到485nm范圍內(nèi)。發(fā)光材料(參考以下)可以部分地使用該光。在特定的實(shí)施例中，光源包括固態(tài)LED光源(例如LED或激光二極管)。術(shù)語“光源”還可以涉及多個(gè)光源，例如2-20(固態(tài))LED光源。因此，術(shù)語LED還指多個(gè)LED。
[0015]下文中術(shù)語白光，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是眾所周知的。尤其涉及具有在大約2000K和20000K之間的相關(guān)色溫(CCT)的光，特別是2700-20000K，特別地在大約2700K和6500K范圍內(nèi)的一般照明，和尤其在大約7000K和20000K范圍內(nèi)的逆光照明的目的，以及特別地在從BBL起的大約15個(gè)SDCM (顏色匹配標(biāo)準(zhǔn)偏差)內(nèi)，特別地在從BBL起的大約10個(gè)SDCM內(nèi)，甚至更特別地在從BBL起的大約5個(gè)SDCM內(nèi)。
[0016]術(shù)語“紫羅蘭色光”或“紫羅蘭色光發(fā)射”特別涉及具有波長在大約380nn到440nm的光。術(shù)語“藍(lán)色光”或“藍(lán)色光發(fā)射”特別涉及具有波長在大約440nm到490nm的光(包括某些紫羅蘭和青色色調(diào))。術(shù)語“綠色光”或“綠色光發(fā)射”特別涉及具有波長在大約490nm到530nm范圍的光。術(shù)語“黃色光”或“黃色光發(fā)射”特別涉及具有波長在大約530nm到570nm范圍的光。術(shù)語“橘色光”或“橘色光發(fā)射”特別涉及具有波長在大約570nm到600nm范圍的光。術(shù)語“紅色光”或“紅色光發(fā)射”特別涉及具有波長在大約600nm到750nm范圍的光。術(shù)語“粉色光”或“粉色光發(fā)射”是指具有藍(lán)色和紅色成分的光。術(shù)語“可見的”、“可見光”或“可見光發(fā)射”是指具有波長在大約380nm到750nm范圍的光。[0017]在特定的實(shí)施例中，第二發(fā)光材料的補(bǔ)色成分是從由黃色成分和綠色成分構(gòu)成的組中選擇的。因此，第二發(fā)光材料可以是配置為以一旦利用藍(lán)色(或UV)光激發(fā)就生成黃色光的材料和/或第二發(fā)光材料可以是配置為以一旦利用利用藍(lán)色(或UV)光激發(fā)就生成綠色光的材料。綠色和/或黃色的選擇還取決于理想的顏色再現(xiàn)(CRI或R8或Ra)。
[0018]術(shù)語“發(fā)光材料”還可以涉及多個(gè)不同的發(fā)光材料。本文中術(shù)語發(fā)光材料特別涉及無機(jī)發(fā)光材料，有時(shí)還表示為發(fā)光材料。這些術(shù)語對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是眾所周知的。
[0019]在進(jìn)一步特定的實(shí)施例中，第一發(fā)光材料包括從由包含氮化物發(fā)光材料的二價(jià)銪或包含氮氧化物發(fā)光材料的二價(jià)銪構(gòu)成的組中選擇的一種或多種發(fā)光材料。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，紅色發(fā)光材料可以包括從由(Ba，Sr，Ca) S: Eu, (Ba, Sr，Ca)AlSiN3:Eu和(Ba，Sr，Ca) 2Si5N8:Eu構(gòu)成的組中選擇的一種或多種材料。在這些混合物中，銪(Eu)是基本或主要二價(jià)的，并替代一種或多種所示二價(jià)陽離子。一般地，Eu將不會(huì)超過陽離子的10%，特別地在大約0.5%到10%范圍內(nèi)，更特別地在相對(duì)于其替代的陽離子的大約0.5%到5%的范圍內(nèi)。術(shù)語“:Eu”或“:Eu2+”表明部分金屬離子由Eu替代(在這些實(shí)例中由Eu2+)。例如，假設(shè)CaAlSiN3中有2% Eu，那么校正公式可以是(Ca0.98Eu0.02) Al SiN3。二價(jià)銪將一般地替代二價(jià)陽離子，例如上述二價(jià)堿土金屬離子，特別地Ca、Sr或Ba。材料(Ba，Sr，Ca)S:Eu還可以表示為MS:Eu，其中M是從由鋇(Ba)Jl (Sr)、鈣(Ca)構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素；特別地，在該化合物中M包括鈣或鍶、或鈣和鍶、更特別地鈣。這里，弓丨入Eu,替代至少一部分M(如，一種或多種Ba、Sr、和Ca)。進(jìn)一步，材料(Ba5Sr5Ca)2Si5N8 = Eu還可以表示為M2Si5N8 = Eu,其中M是從由鋇(Ba)、銀(Sr)和鈣(Ca)構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)或毒多個(gè)元素；在該化合物中M包括Sr和/或Ba。在進(jìn)一步的特定實(shí)施例中，M由Sr和/或Ba (不考慮存在Eu)構(gòu)成，特別地50 %到100 %、特別地50 %到90 % Ba和50 %到O %、特別地 50%到 10% Sr，例如 Bah5Sra5Si5N8:Eu，(如 75% Ba ；25% Sr)。這里，引入 Eu，并替代至少一部分M，如一種或多種Ba、Sr和Ca)。同樣地，材料(Ba5Sr5Ca)AlSiN3 = Eu還可以表示為MAlSiN3 = Eu5，其中M是從由鋇(Ba)鍶(Sr)和鈣(Ca)構(gòu)成的組中選擇的一種或多種元素；特別地，在該化合物中M包括鈣或鍶、或鈣和鍶、更特別地鈣。這里，引入Eu，并替代至少一部分M(如,一種或多種Ba、Sr和Ca)。優(yōu)選地,在實(shí)施例中，第一發(fā)光材料包括(Ca,

進(jìn)一步，在另一實(shí)施例中，可以結(jié)合前者，第一發(fā)光材料包括(Ca，Sr，Ba)2Si具:Eu，優(yōu)選地(Sr，Ba)2Si5N8:Eu。術(shù)語“(Ca，Sr，Ba) ”表明相對(duì)應(yīng)的陽離子可以由鈣、鍶或鋇占據(jù)。還表明在該材料中，相對(duì)應(yīng)的陽離子位置可以利用從由鈣、鍶和鋇構(gòu)成的組中選擇的陽離子占據(jù)。因而，材料可以包括鈣和鍶或只包括鍶等。
[0021]因此，在實(shí)施例中，第一發(fā)光材料包括M2Si5N8 = Eu2+,其中M是從由Ca、Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的，甚至更特別地，其中M是從由Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的。還是在另一實(shí)施例中，可以結(jié)合前者，第一發(fā)光材料包括MAlN3:Eu2+，其中M是從由Ca、Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的，甚至更特別地，其中M是從由Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的。
[0022]關(guān)于光轉(zhuǎn) 換層包括的遠(yuǎn)離光源的第二發(fā)光材料，第二發(fā)光材料包括從由含有石槽石的三價(jià)鈰和含有氮氧化物的三價(jià)鈰(可選地含有(0XY-)-氮的三價(jià)鈰)構(gòu)成的組中選擇的一種或多種發(fā)光材料。
[0023]特別地，第二發(fā)光材料包括M3A5O12: Ce3+發(fā)光材料，其中M是從由Sc、Y、Tb、Gd和Lu構(gòu)成的組中選擇的，其中A是從由Al和Ga構(gòu)成的組中選擇的。優(yōu)選地,M至少包括一種或多種Y和Lu，和A至少包括Al。這些類型的材料可以提供在期望色彩再現(xiàn)指數(shù)值具有最高效率。在特定的實(shí)施例中，第二發(fā)光材料包括至少兩種M3A5O12 = Ce3+類型的發(fā)光材料，其中M是從由Y和Lu構(gòu)成的組中選擇的，其中A是從由Al構(gòu)成的組中選擇的，其中對(duì)于至少兩種發(fā)光材料Y: Lu比率不同。例如，一個(gè)比率可以只基于YjBY3Al5O12 = Ce3+,其中一個(gè)可以是基于 Y、Lu 的系統(tǒng)，如(Ya5Lua5)3Al5O12: Ce3+。
[0024]石榴石的實(shí)施例特別地包括M3A4O12石榴石，其中M包括至少釔或镥，A包括至少鋁。石榴石可以摻雜鈰(Ce)、鐠(Pr)或鈰和鐠的組合；特別地?fù)诫s鈰。特別地，A包括鋁(Al)，然而，A還可以部分地包括鈣(Ga)和/或鈧(Sc)和/或銦(In)，特別地高達(dá)大約
20%的Al，更特別地高達(dá)大約10 %的Al (如，A離子主要由90 %或更高摩爾的Al和10 %或更低摩爾的Ga、Sc和In中的一種或多種構(gòu)成)；A可以主要包括高達(dá)大約10%的鎵。在另一變型中，A和O可以至少部分地由Si和N替代。元素M可以特別地從由釔⑴、釓(Gd)、鋱(Tb)和镥(Lu)構(gòu)成的組中選擇。進(jìn)一步，Gd和/或Tb特別地只存在高達(dá)大約20%的M。在特定的實(shí)施例中，石榴石發(fā)光材料包括(YhLux)3Al5O12:Ce，其中X大于等于O且小于等于I。術(shù)語“:Ce “或”:Ce3+ “表明發(fā)光材料中的部分金屬離子(如在石榴石中:部分” M “離子)由Ce替代。例如，假設(shè)(YhLux) 3A15012: Ce，部分Y和/或Lu由Ce替代。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知該記法。Ce —般將替代不超過10% 般地，Ce濃度將在0.1%到4%范圍內(nèi)，特別地0.1 %到2% (相對(duì)于M)。假設(shè)I % Ce和10% Y，全校正公式可以是(Yci lLuci 89Ceacil)3Al5O12t5本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知，石榴石中Ce主要或只是三價(jià)狀態(tài)。
[0025]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可以應(yīng)用第一發(fā)光材料的組合。同樣地，可以應(yīng)用第二發(fā)光材料的組合。進(jìn)一步，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，發(fā)光材料關(guān)于組成元素、催化劑濃度、微粒尺寸等中的一種或多種的優(yōu)化或關(guān)于發(fā)光材料組合的優(yōu)化可以應(yīng)用于優(yōu)化照明單元。
[0026]在特定的實(shí)施例中，具有特別高的效率和良好的顏色再現(xiàn)，發(fā)光二極管配置為以生成具有藍(lán)色成分的LED光，其中第一發(fā)光材料包括一種或多種M2Si5N8:Eu2+和MAlN3:Eu2+，其中M是從由Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的，其中第二發(fā)光材料包括至少兩個(gè)M3A5O12 = Ce3+類型的發(fā)光材料，其中M是從由Y和Lu構(gòu)成的組中選擇的，其中A是從由Al (如，是Al)構(gòu)成的組中選擇的，以及對(duì)于至少兩個(gè)發(fā)光材料比率Y: Lu不同。
[0027]如上所述，光源(包括第一發(fā)光材料層)和光轉(zhuǎn)換層之間的距離是非零的。光源和光轉(zhuǎn)換層之間的空間可以用主要不吸收來自光源和轉(zhuǎn)換層的光的任何材料填充。用于填充的材料實(shí)例是:空氣、真空、像N2、02、Ar等的一種或多種的氣體、硅酮、水或其他液體。在實(shí)施例中，LED管芯，作為發(fā)光表面的特定實(shí)例，是正方形的。在將應(yīng)用非正方形發(fā)光表面的情況中，可以使用有效寬度。有效寬度可以定義為發(fā)光表面的面積的平方根。特別地，當(dāng)距離是至少200um時(shí),甚至更優(yōu)選地至少500um,如特別地至少600um,獲得良好的結(jié)果。
[0028]特別地，光轉(zhuǎn)換層是至少部分地傳送光源光。這意味著，傳送光傳送層是這樣的，即藍(lán)色成分和紅色成分都是至少部分地傳送。因而，光轉(zhuǎn)換層的下游，可以觀察到直接來自光源的藍(lán)色光；同樣地，可以觀察到直接來自光源的紅色光。這些是照明單元光的藍(lán)色成分和紅色成分。特別地，紅色成分光不激發(fā)轉(zhuǎn)換層的刺激發(fā)射。在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換層光只是由吸收照明單元光的藍(lán)色成分產(chǎn)生的。[0029]在實(shí)施例中，照明單元包括多個(gè)光源，每個(gè)光源配置為以生成具有發(fā)光材料光的藍(lán)色成分和紅色成分的光源光。因而，在該實(shí)施例中，所有光源生成粉色光。
[0030]光源可以構(gòu)造在室中，具有反射壁(涂有TiO2)和透明窗口。在實(shí)施例中，窗口是光轉(zhuǎn)換層。還是在進(jìn)一步的實(shí)施例中，窗口包括光轉(zhuǎn)換層。該層可以布置在窗口上游或窗口下游。還是在進(jìn)一步的實(shí)施例中，光轉(zhuǎn)換層應(yīng)用在窗口的兩個(gè)側(cè)面。
[0031]術(shù)語“上游“和”下游“涉及項(xiàng)或零件相對(duì)于來自光生成工具(這里特別地第一光源)的光傳播的布置，其中相對(duì)于來自光生成工具的光束內(nèi)的第一位置，更接近光生成工具的光束的第二位置、和進(jìn)一步遠(yuǎn)離光生成工具的光束內(nèi)的第三位置是”下游“。
[0032]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解本文中術(shù)語“充分地“，例如”充分地所有發(fā)射“或”充分構(gòu)成“。術(shù)語”充分地“還可以包括具有”整個(gè)“、”完全“、”所有“等的實(shí)施例。因而，在實(shí)施例中，還可以移除形容詞充分的。在可適用的地方，術(shù)語”充分地“還可以涉及90 %或更高，如95%或更高，特別地99%或更高，甚至更特別地99.5%或更高，包括100%。術(shù)語”包括“還包括其中屬于”包括“意味著”由...構(gòu)成“的實(shí)施例。
[0033]而且，說明書和權(quán)利要求中術(shù)語第一、第二、第三等用于區(qū)分相似元件，不一定用于描述順序或時(shí)間順序。理解的是，在合適情況下使用的術(shù)語是可互換的，本文中描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以本文中描述或所示的其他順序操作。
[0034]本文中的設(shè)備或裝置是在操作期間描述的其他設(shè)備或裝置。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，本發(fā)明不限于操作方法或操作中的設(shè)備。
[0035]應(yīng)當(dāng)注意，以上所述的實(shí)施例示出而非限制本發(fā)明，在不偏離相關(guān)權(quán)利要求的保護(hù)范圍的情況下本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多可選的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，放置在圓括號(hào)之間的任何參考符號(hào)不應(yīng)當(dāng)解釋為限制權(quán)利要求。動(dòng)詞“包括“和其動(dòng)詞變化形式的使用不排除存在除了權(quán)利要求中陳述的元素或步驟之外的元素或步驟。元素之前的定冠詞”一“或”一個(gè)“不排除存在多個(gè)元素。本發(fā)明可以由包括一些不同元素的硬件和適當(dāng)編程的計(jì)算實(shí)施。在列舉一些工具的設(shè)備權(quán)利要求中，一些工具可以由同一個(gè)硬件體現(xiàn)。事實(shí)是，在相互不同的附屬權(quán)利要求中引述的某些措施不表明不可以使用這些措施的組合。
[0036]本發(fā)明進(jìn)一步應(yīng)用于包括說明書中所述和/或附圖中所示的一個(gè)或多個(gè)表征特征的裝置或設(shè)備。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括說明書中所述和/或附圖中所示的一個(gè)或多個(gè)表征特征的方法或過程。
[0037]該專利中討論的各個(gè)方面可以組合起來，從而提供額外的優(yōu)勢。而且，某些特征可以形成一個(gè)或多個(gè)分案申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]現(xiàn)在將參考附圖通過實(shí)例描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中相對(duì)應(yīng)的附圖北京表示相對(duì)應(yīng)的零件，在附圖中:
[0039]圖1a-1b示意性地描述照明單元的某些實(shí)施例；
[0040]圖2a_2b示意性地描述照明單元的某些方面；和
[0041]圖3a_3b示出照明單元的某些實(shí)例的發(fā)光光譜。
[0042]附圖不一定按比例繪制?！揪唧w實(shí)施方式】
[0043]圖1a-1b示意性地描述本文中所述的照明單元100的實(shí)施例。照明單元100包括光源10和光轉(zhuǎn)換層20，光轉(zhuǎn)換層20配置為在距離光源10的非零距離處。光源10包括(在該不意性描述的實(shí)施例中)發(fā)光二極管(LED) 110和第一發(fā)光材料層120(包括第一發(fā)光材料130)，其實(shí)體地接觸發(fā)光二極管110的發(fā)光表面115 (LED管芯)。
[0044]光源10配置為生成具有藍(lán)色成分和具有紅色成分的光源光11 (還參考圖2a_2c的注解)。
[0045](遠(yuǎn)程)光轉(zhuǎn)換層20包括第二發(fā)光材料30，配置為將至少一部分光源光11轉(zhuǎn)換成第二發(fā)光材料光31。
[0046]在特定的實(shí)施例中，除了發(fā)光材料層，照明單元內(nèi)的所有表面涂有反射涂層，如TiO2微粒。
[0047]光源光11和第二發(fā)光材料光31共同形成光轉(zhuǎn)換層20的下游，照明單元光111特別是白色。因此，照明單元100可以配置為提供具有光源光11的藍(lán)色成分和紅色成分與具有第二發(fā)光材料光31的補(bǔ)色成分的白色照明單元光111 (參考以下)。第二發(fā)光材料31可以特別地包括發(fā)光材料，配置為在利用光源光11激發(fā)時(shí)生成綠色和/或黃色光。
[0048]圖1b示意性地描述其中應(yīng)用多個(gè)光源10的實(shí)施例，特別地每個(gè)光源10配置為生成粉色光源光11。
[0049]圖1a-1b示意性地描述其中照明單元包括腔5的實(shí)施例，所述腔包圍光源10或至少其發(fā)光表面115。進(jìn)一步，光轉(zhuǎn)換層可以是出射窗口的一部分，或可以是出射窗口本身。這里，出射窗口包括光轉(zhuǎn)換層。在實(shí)施例中，其可以是透射視陶瓷材料。在另一實(shí)施例中，發(fā)光材料封閉在箔中，所述箔可以布置在出射窗口的上游下游。如上所述，在實(shí)施例中，除了發(fā)光材料層，腔5內(nèi)的所有表面都涂有反射涂層，如TiO2微粒。例如，除了出射窗口之外，腔的所有表面可以涂有反射材料。注意的是，在圖1a-1b中，第一發(fā)光材料層120構(gòu)造在光源下游，但是構(gòu)造在光轉(zhuǎn)換層20的上游；光轉(zhuǎn)換層20配置為在第一發(fā)光材料層的下游。
[0050]圖2a_2b示意性地描述光源10的細(xì)節(jié)。光源10 —般包括發(fā)光二極管(LED)，其具有發(fā)光表面或管芯115 (圖2a)。在發(fā)光表面115的頂部,布置第一發(fā)光材料層120。為了方便理解，在圖2b中第一發(fā)光材料層120被畫在一定距離外。以此方式，可以更好地看到光線。發(fā)光二極管110配置為以生成LED光111。其可以是藍(lán)色光和/或UV光，但是特別地包括至少藍(lán)色光。第一發(fā)光材料層120包括第一發(fā)光材料130,配置為以將至少一部分LED光111轉(zhuǎn)換成具有紅色成分的發(fā)光材料光131。用這種方式，光源10配置為以生成具有發(fā)光材料光111的紅色成分和具有藍(lán)色成分(一般地藍(lán)色LED光)的光源光11。然而，原理上，LED光還可以是UV光，第一發(fā)光材料層可以將其至少一部分轉(zhuǎn)換為藍(lán)色光(藍(lán)色成分)和紅色光(紅色成分)。圖2c示意性地描述一體光源10，還在圖1a-1b中示意性地描述(如，在光出射表面115和第一發(fā)光材料層120之間有實(shí)體接觸)。圖2d非常不意性地描述發(fā)光二極管110的頂視圖，其發(fā)光表面115具有寬度(和長度)w。
[0051]在特定的實(shí)施例中，發(fā)光二極管110配置為生成具有藍(lán)色成分的LED光111，第一發(fā)光材料130包括一個(gè)或多AM2Si5N8:Eu2+和MAlN3:Eu2+，其中M是從由Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的，第二發(fā)光材料30包括至少兩個(gè)M3A5O12: Ce3+類型的發(fā)光材料，其中M是從由Y和Lu構(gòu)成的組中選擇的，A是從由Al構(gòu)成的組中選擇的，以及對(duì)于至少兩種發(fā)光材料，比率Y: Lu不同。
[0052]實(shí)魁
[0053]探索許多結(jié)構(gòu)。在以下表格中，針對(duì)不同發(fā)光材料配置，顯示出色溫(CCT)、轉(zhuǎn)換效率(CE)、流明當(dāng)量(LE)和顯色指數(shù)(CRI/Ra)。這些數(shù)據(jù)涉及照明單元101。通過改變相對(duì)發(fā)光材料的相對(duì)量和/或改變層厚度可以獲得不同色溫。紅色熒光體(發(fā)光材料)總是包括在第一發(fā)光材料層中，綠色熒光體總是包括在遠(yuǎn)程光轉(zhuǎn)換層(除了最后一個(gè)表格之外；參考以下注解)。遠(yuǎn)程光轉(zhuǎn)換層與光源10的距離表不在每個(gè)表格中。
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種包括光源(10)和光轉(zhuǎn)換層(20)的照明單元(100)，其中 所述光源(10)包括發(fā)光二極管(LED) (110)和實(shí)體接觸所述發(fā)光二極管(110)的發(fā)光表面(115)的第一發(fā)光材料層(120)，其中所述發(fā)光二極管(110)配置為生成LED光(111)，其中所述第一發(fā)光材料層(120)包括第一發(fā)光材料(130),所述第一發(fā)光材料(130)配置為將至少部分所述LED光(111)轉(zhuǎn)換成具有紅色成分的發(fā)光材料光(131)，并且其中所述光源(10)配置為生成具有藍(lán)色成分并具有所述發(fā)光材料光(131)的所述紅色成分的光源光(11); 所述光轉(zhuǎn)換層(20)包括第二發(fā)光材料(30)，其配置為將至少一部分光源光(11)轉(zhuǎn)換成第二發(fā)光材料光(31)，其中所述光轉(zhuǎn)換層(20)被配置在距離所述光源(10)非零距離(d)處；以及 其中所述照明單元(100)配置為提供具有所述光源光(11)的所述藍(lán)色和所述紅色成分且具有所述第二發(fā)光材料光(31)的補(bǔ)色成分的白色照明單元光(111)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元(100)，其中所述發(fā)光二極管(110)配置為生成具有藍(lán)色成分的LED光(111)。
3.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述發(fā)光二極管(110)配置為生成具有UV成分的LED光(111)，并且其中所述第一發(fā)光材料(130)配置為將至少一部分所述LED光(111)轉(zhuǎn)換成額外具有藍(lán)色成分的發(fā)光材料光(131)。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述第二發(fā)光材料光(31)的補(bǔ)色成分是從由黃色成分和綠色成分構(gòu)成的組中選擇的。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述第一發(fā)光材料(130)包括從由含有氮化物發(fā)光材料的二價(jià)銪和含有氮氧化物發(fā)光材料的二價(jià)銪構(gòu)成的組中選擇的一種或多種發(fā)光材料。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述第一發(fā)光材料(130)包括M2Si5N8:Eu2+，其中M是從由Ca、Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明單元(100)，其中M是從由Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述第一發(fā)光材料(130)包括MA1N3:Eu2+，其中M是從由Ca、Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述第二發(fā)光材料(30)包括從由含有石榴石的三價(jià)鈰和含有氮氧化物與二價(jià)銪氮氧化物的三價(jià)鈰的組中選擇的一種或多種發(fā)光材料。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述第二發(fā)光材料(30)包括M3A5O12ICe3+發(fā)光材料，其中M是從由Sc、Y、Tb、Gd和Lu構(gòu)成的組中選擇的，其中A是從由Al和Ga構(gòu)成的組中選擇的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所 述的照明單元(100)，其中M至少包括Y和Lu的一種或多種，并且其中A至少包括Al。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述發(fā)光二極管(110)配置為生成具有藍(lán)色成分的LED光(111)，其中所述第一發(fā)光材料(130)包括M2Si具:Eu2+和MA1N3:Eu2+的一種或多種，其中M是從由Sr和Ba構(gòu)成的組中選擇的，其中所述所述第二發(fā)光材料(30)包括至少兩種M3A5O12 = Ce3+類型的發(fā)光材料，其中M是從由Y和Lu構(gòu)成的組中選擇的，其中A是從由Al構(gòu)成的組中選擇的，并且其中對(duì)于所述至少兩種發(fā)光材料，Y: Lu的比率是不同的。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述光源(10)和所述光轉(zhuǎn)換層(20)之間的距離(d)在50 μ m到20mm的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，其中所述光源(10)和所述光轉(zhuǎn)換層(20)之間的距離(d)是所述發(fā)光表面(115)的寬度的至少0.5倍。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的照明單元(100)，包括多個(gè)光源(10)，每個(gè)所述光源配置為生成具有所述 藍(lán)色成分并且具有所述發(fā)光材料光(111)的所述紅色成分的光源光(11)。
【文檔編號(hào)】F21K99/00GK104011456SQ201280062800
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
【發(fā)明者】P·H·J·范斯蒂金, M·P·J·皮特斯, H-H·貝克特爾, M·海德曼, J·B·M·舍恩梅克斯, P·J·施密特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司