塊實現(xiàn)了81的CRI和141 的顏色轉(zhuǎn)換效率比。在將基準模塊與如上所述構(gòu)造的高效高CRI模塊(但目標CCT為4,000) 相比較中示出了類似的改進。在運種情況下，基準模塊發(fā)射一般CRI為74并且顏色轉(zhuǎn)換效率 比為146的光。高效高CRI照明模塊實現(xiàn)了 CRI為81和顏色轉(zhuǎn)換效率比為158。獲得了 CR巧口顏 色轉(zhuǎn)換效率運兩方面的預想不到改進。運些改進是預想不到的，運是因為典型地在光混合 空腔中使用大量憐光體導致再吸收的增加，W及減小了顏色轉(zhuǎn)換效率的相關(guān)損失。然而，如 本專利文獻中所述，通過仔細選擇憐光體，憐光體的比值W及憐光體在光混合空腔中的位 置，可W高效地去除運些損失。
[0059] 圖12A示出了 W如上所述方式構(gòu)造的Ξ組兩個高效高CRI模塊的顏色轉(zhuǎn)換效率。通 過將光發(fā)射到光混合空腔109中的Lm)的個數(shù)來區(qū)分每組模塊。第一組包括4個LED,第二組 包括7個LED，第Ξ組包括10個LED。在每組內(nèi)，一個模塊呈現(xiàn)3，000開氏溫度的目標CRI，另一 組呈現(xiàn)4，000開氏溫度的目標CRI。每組內(nèi)的兩個模塊呈現(xiàn)至少80的一般CRI。圖12A示出了 能夠?qū)崿F(xiàn)大于140的顏色轉(zhuǎn)換效率比的每個模塊。因此，對于將光發(fā)射到光混合空腔109中 的L邸的范圍，獲得類似的顏色轉(zhuǎn)換效率。
[0060] 圖12B示出了另外Ξ組兩個高效率、高CRI模塊的顏色轉(zhuǎn)換效率。運些模塊按照關(guān) 于圖12A討論的方式來構(gòu)造，然而，用峰值發(fā)射在接近630納米處的紅光發(fā)射(SrCa)AlSi化： 化憐光體(紅630)來涂覆運Ξ個模塊的側(cè)壁插入件的一部分，而不是用峰值在接近618納米 處的紅光發(fā)射(SrCa )A1 Si化:Eu憐光體(紅618)來涂覆。圖1沈示出了能夠?qū)崿F(xiàn)大于130的顏 色轉(zhuǎn)換效率比的每個模塊。盡管在側(cè)壁上使用紅630而不使用紅618獲得較低顏色轉(zhuǎn)換效率 比，通常也存在CRI的增加。運樣，可W設(shè)計具有更高CRI值的高效率模塊。
[0061] 雖然為了指導目的如上所述特定的具體實施例，但是該專利文獻的教導具有普遍 的適用性并不局限于上述特定實施例。例如，盡管關(guān)于峰值發(fā)射在UV至藍光范圍的L邸來描 述LED 102,但是LED 102可W通過直接發(fā)射或者通過憐光體轉(zhuǎn)換發(fā)射不同或相同的顏色， 例如，在對L抓涂覆憐光體層作為L抓峰值的一部分的情況。因此，照明設(shè)備100可W使用有 色LED 102 (例如，紅、綠、藍、班巧、或品紅）的任何組合，或者LED 102可W均產(chǎn)生相同顏色 光或者可W均產(chǎn)生白光。在所描述的實施例中，出于示例性目的描述特定憐光體，但是可W 采用各自峰值發(fā)射在上述范圍中的任何數(shù)目的憐光體。例如，可W從W下化學公式表示的 集合中選擇憐光體:Y3A1日〇12: Ce (也被稱作YAG: Ce，或簡單地YAG) (Y，Gd) 3A1日〇12: Ce、CaS: Eu， SrS:Eu、SrGa2S4:E；u、Ca3(Sc，Mg)2Si3〇i2:Ce、(^i3Sc2Si3〇i2:Ce、(^i3Sc2〇4:Ce、Ba3Si6〇i2N2:Iiu、 (Sr，Ca)AlSi化:EuXaAlSi化:Eu。此外，在所描述的實施例中，出于示例性目的描述了憐光 體的特定比值，但是可W改變運些比值W產(chǎn)生類似結(jié)果。例如，比值可W調(diào)整20%，并且仍 實現(xiàn)在本專利文獻中描述的顯色和效率性能。在所描述的實施例中，出于示例性目的描述 結(jié)合娃粘合劑和膜厚度的憐光體的特定百分比?？蒞改變運些百分比和厚度，W產(chǎn)生類似 結(jié)果。相應(yīng)地，可W在不背離權(quán)利要求中所述的本發(fā)明的范圍的情況下可W做出對所述實 施例的各種修改、改進和各種特征的組合。
【主權(quán)項】
1. 一種裝置，包括： 至少一個發(fā)光二極管LED，可操作于發(fā)射第一彩色光，所述第一彩色光由峰值波長在 380納米和490納米之間的發(fā)射光譜來表征；以及 主光混合空腔，可操作于將第一彩色光轉(zhuǎn)換成第二彩色光，所述主光混合空腔包括與 至少一個LED物理分離的內(nèi)表面區(qū)域，其中所述主光混合空腔的內(nèi)表面區(qū)域包括第一、第二 和第三光致發(fā)光材料，其中第一、第二和第三光致發(fā)光材料中的每一個的峰值發(fā)射波長彼 此間隔至少35納米且彼此間隔不超過150納米。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中對于500到650納米之間的波長范圍，所述第二彩色 光的光譜響應(yīng)在相同相關(guān)色溫的黑體輻射體的20%內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第二彩色光從主光混合空腔的輸出窗發(fā)射，其 中用第一波長轉(zhuǎn)換材料涂覆輸出窗的一部分，第一波長轉(zhuǎn)換材料包括峰值發(fā)射波長在508 到528納米之間的第一光致發(fā)光材料以及峰值發(fā)射波長在545到565納米之間的第二光致發(fā) 光材料。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一波長轉(zhuǎn)換材料包括峰值發(fā)射波長在615到 655納米之間的第三光致發(fā)光材料。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，第一光致發(fā)光材料是摻雜了鈰的镥鋁石榴石 (LuAG: Ce)，第二光致發(fā)光材料是摻雜了鈰的釔氧化鋁(Y3Al5〇12: Ce)，且第三光致發(fā)光材料 是(SrCa)AlSiN3:Eu。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，將第一光致發(fā)光材料、第二光致發(fā)光材料和第三 光致發(fā)光材料按照重量的比例混合在一起，其中，所述比例是第一光致發(fā)光材料在55到90 份之間、第二光致發(fā)光材料在5份到35份之間，并且第三光致發(fā)光材料在5份到25份之間。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，從輸出窗發(fā)射的第二彩色光具有80或更高的顯色 指數(shù)值Ra。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，第二彩色光的顯色指數(shù)CRI值R9大于85。9. 一種裝置，包括： 至少一個發(fā)光二極管LED，可操作于發(fā)射第一彩色光，所述第一彩色光由峰值波長在 380納米和490納米之間的發(fā)射光譜來表征；以及 主光混合空腔，可操作于以大于1301m/W的顏色轉(zhuǎn)換效率比將第一彩色光轉(zhuǎn)換成第二 彩色光，所述顏色轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換效率比被測量為光通量輸出除以至少一個LED的輻射輸出功率， 所述主光混合空腔包括： 輸出窗，與從主光混合空腔發(fā)射第二彩色光的LED物理分離；以及 側(cè)壁，與所述LED物理分離， 其中所述輸出窗和側(cè)壁中的任何一個包括第一、第二和第三光致發(fā)光材料。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中第一光致發(fā)光材料的峰值發(fā)射波長在508到528納 米之間，第二光致發(fā)光材料的峰值發(fā)射波長在615到655納米之間。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中第三光致發(fā)光材料的峰值發(fā)射波長在545到565 納米之間。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，將第一、第二和第三光致發(fā)光材料按照重量的 比例混合在一起，其中，所述比例是第一材料在55到90份之間、第二材料在5份到25份之間， 并且第三光致發(fā)光材料在5份到35份之間。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，第一材料是摻雜了鈰的镥鋁石榴石(LuAG:Ce)， 第二光致發(fā)光材料是（3" &)413丨仏111，且第三光致發(fā)光材料是摻雜了鈰的釔氧化鋁 (Y3Al50i2：Ce)〇14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中對于500到650納米之間的波長范圍，所述第二彩 色光的光譜響應(yīng)在相同相關(guān)色溫的黑體輻射體的20%內(nèi)。15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述第二彩色光的一般顯色指數(shù)CRI值大于80。16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述第二彩色光具有大于85的顯色指數(shù)CRI值R9。17. -種裝置，包括： 至少一個發(fā)光二極管(LED )，可操作于發(fā)射第一彩色光，所述第一彩色光由峰值波長在 380納米和490納米之間的發(fā)射光譜來表征；以及 主光混合空腔，可操作于將第一彩色光轉(zhuǎn)換成第二彩色光，其中對于500到650納米之 間的波長范圍，所述第二彩色光的光譜響應(yīng)在相同相關(guān)色溫的黑體輻射體的20%內(nèi)，所述 主光混合空腔包括： 輸出窗，與從主光混合空腔發(fā)射第二彩色光的LED物理分離；以及 側(cè)壁，與所述LED物理分離， 其中所述輸出窗和側(cè)壁中的任何一個包括第一、第二和第三光致發(fā)光材料。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第一、第二和第三材料涂覆到主光混合空腔 的輸出窗。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中第一光致發(fā)光材料的峰值發(fā)射波長在508到528 納米之間，第二光致發(fā)光材料的峰值發(fā)射波長在615到655納米之間，且第三光致發(fā)光材料 的峰值發(fā)射波長在545到565納米之間。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，將第一、第二和第三光致發(fā)光材料按照重量的 比例混合在一起，其中，所述比例是第一材料在55到90份之間、第二材料在5份到25份之間， 并且第三光致發(fā)光材料在5份到35份之間。
【專利摘要】一種照明模塊(100)包括具有內(nèi)表面區(qū)域(104、106、110)的光混合空腔(109)和窗(108)，所述內(nèi)表面區(qū)域(104、106、110)和窗(108)與LED(102)物理分離。用第一波長轉(zhuǎn)換材料涂覆窗(108)的一部分，用第二波長轉(zhuǎn)換材料涂覆內(nèi)表面區(qū)域(104、106、110)的一部分?？梢杂肔uAG：Ce涂覆窗(108)。也可以用峰值發(fā)射波長在615-655nm之間的第三波長轉(zhuǎn)換材料來涂覆窗(108)，其中，在相同CCT下從窗(108)發(fā)射的光的光譜響應(yīng)在黑體輻射體的20％內(nèi)。LED(102)可以發(fā)射由光混合空腔(109)以大于130lm/W的顏色轉(zhuǎn)換效率比轉(zhuǎn)換的光，其中光混合空腔(109)包括峰值發(fā)射波長在508-528納米之間和615-655納米之間的兩個光致發(fā)光材料。
【IPC分類】C09K11/77, F21Y103/33, F21K9/62, F21Y115/10, F21K9/64
【公開號】CN105570703
【申請?zhí)枴緾N201510976280
【發(fā)明人】杰勒德·哈伯斯, 拉格拉姆·L·V·帕特瑞
【申請人】吉可多公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2011年2月10日
【公告號】CA2791610A1, CN102869914A, CN102869914B, EP2542821A1, EP2542821B1, US8104908, US8408726, US9068702, US20110216522, US20120099290, US20130343034, US20150316218, WO2011109150A1