具有經適配的輸出光譜的發光裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及適于產生具有期望的光譜組成的輸出光譜的發光裝置、以及包括這種發光裝置的照明設備和聚光燈。
【背景技術】
[0002]包括發光二極管(LED)的光源或者照明設備越來越多地用于替換諸如白熾燈和熒光光源之類的常規光源。相比于常規光源，LED提供很多優勢，特別是當涉及到光轉換效率時。然而，一個劣勢是LED在相對窄的光譜帶內生成光。
[0003]在WO 2010/052640中，公開了照明設備，其中將藍色LED、藍色至綠色轉換磷光體、以及紅色LED組合以提供產生高的紅色飽和度的白光。這種設備可以例如用于在零售環境下增強食物的色覺。
[0004]然而，雖然光被感知為白光并且具有良好的顯色，但是仍然需要提供更小的發光裝置，這種更小的發光裝置能夠提供紅色和/或綠色的期望的飽和度，并且適合于重點照明應用和其可以安裝在相對窄的空間中的照明設備。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供發射白光的裝置，這種發射白光的裝置具有對紅色和/或綠色的良好顯色性并且能夠提供紅色和/或綠色的經改善的飽和度。
[0006]本發明的目的還有提供發光裝置，這種發光裝置相對小，以便實現適合重點照明(例如在零售環境下)的相對小的光束角，并且實現可以被設置在相對小或者窄的空間中的照明設備。
[0007]根據本發明的第一方面，這些目的和其它目的通過適于產生輸出光的發光裝置實現，該發光裝置包括適于發射具有在從440nm到460nm的第一波長范圍內的發射峰的光的至少一個發射藍光的元件、和適于發射具有在從400nm到440nm的第二波長范圍內的發射峰的光的至少一個發射深藍光的元件。發光裝置還包括被設置為接收由發射深藍光的元件發射的光的至少一種窄帶波長轉換材料、和被設置為接收由發射藍光的元件和至少一個發射深藍光的元件中的至少一種元件發射的光的至少一種寬帶波長轉換材料。波長轉換材料還可以被稱為“磷光體”。
[0008]根據第二方面，上述目的通過包括根據第一方面的多個發光裝置的照明設備實現，其中多個發光裝置沿著照明設備的長度方向連續設置。發光裝置中的每個發光裝置包括根據第一方面的發射深藍光的元件、發射藍光的元件、窄帶波長轉換材料、以及寬帶波長轉換材料。
[0009]根據第三方面，上述目的通過包括根據第一方面的至少一個發光裝置的聚光燈實現。
[0010]如本文所使用的那樣，術語“發光元件”用于限定當例如通過在其兩端應用電勢差或者使電流通過它而被激活時能夠發射在例如可見區域、紅外區域、和/或紫外區域內的輻射的任何設備或者元件。每個發光元件具有至少一個光源。光源的示例包括半導體、有機、或者聚合物/聚合的發光二極管(LED)、激光二極管、或者如將由本領域技術人員容易理解的任何其它相似的設備。此外，術語發光元件可以用于限定與殼體或者包裝組合的發射輻射的特定光源的組合，一個或者多個特定光源被放置在該殼體或者包裝內。例如，術語發光元件可以包括被設置在殼體內的裸露的LED裸片、或者LED元件的陣列，其還可以被稱為LED包裝。
[0011]如本文中所使用的那樣，“深藍色”或者“短波長藍色”表示具有在從400nm到440nm波長范圍內的發射峰的藍光。此外，“藍色”、“普通藍色”、“正常藍色”或者“標準藍色”通常指代具有在從440nm到460nm范圍內的峰值波長的光。
[0012]在根據本發明的裝置中使用的窄帶波長轉換材料可以是具有在從400nm到440nm范圍內(優選地靠近發射深藍光的元件的發射最大值)的吸收和具有小于50nm(諸如小于20nm，并且例如大約15nm)的半高全寬(FffHM)的窄發射光譜的本領域已知的任何波長轉換材料。
[0013]在根據本發明的裝置中使用的寬帶波長材料可以是具有50nm或者更大(例如大約90nm)的FWHM的發射光譜的本領域已知的任何波長轉換材料。因此，術語“窄帶”和“寬帶”指代波長轉換材料的發射光譜的帶寬。
[0014]發射深藍光的元件、發射標準藍光的元件、以及窄帶和寬帶波長轉換材料可以使用例如板上芯片技術被設置在基板上。這是有利的，因為可以消除對于使用混合腔室和/或遠程磷光體的需要，這允許相對小的發光裝置。這種發光裝置可以例如用于提供具有相對小的光束角的相對小的照明設備和聚光燈。
[0015]此外，發射標準藍光的元件和發射深藍光的元件兩者都可以由單個共同通道驅動器供電。這相比于使用例如需要多通道驅動器的直接紅色LED的發光裝置是有利的。因此，可以消除對于多通道驅動器的需要，這允許減少制造成本。
[0016]發光裝置的相對小的尺寸還允許線型模塊，即包括具有連續設置的發光設備的串的保持器的照明設備，這種照明設備可以安裝在相對窄的空間中，諸如例如安裝在窗欞、以及冰箱、冷卻器和例如十分關心色覺的食物零售環境中的貨架中。發光裝置還可以被設置為相對靠近彼此，這有利地允許相對均勻的光發射。
[0017]發光裝置的相對小的尺寸對于聚光燈而言進一步使得能夠提供適合于例如重點照明的相對窄的光束斑照明。
[0018]通過將寬帶波長轉換材料與窄帶波長轉換材料組合，總的輸出光譜的組成可以變化，以便實現由發光裝置發射的光的期望的色溫和顯色。例如，波長轉換材料層的厚度和/或分別由寬帶波長轉換材料和窄帶波長轉換材料接收的發射光的量或部分可以變化，以便調節總的輸出光譜，從而產生具有期望的顯色和飽和度的光。
[0019]在本發明的實施例中，至少一種窄帶波長轉換材料是適于發射具有在紅色波長范圍內的發射峰的光的窄帶紅色磷光體。
[0020]在研究中，本發明人發現，通過將藍光與部分由窄帶紅色磷光體轉換的某個量的深藍光組合，可以實現優秀的紅色顯色性。因此，本發明是基于以下認識，即通過添加某個量的短波長藍色(這有利地允許將短波長藍色中的至少一些轉換為紅色的窄帶紅色磷光體的高效率激發)，可以實現具有優秀紅色顯色性的白光輸出。因此，本發明提供了發光裝置，其可以用于以高度飽和的紅色顯色性來展示例如超市中的肉類。
[0021]此外，已經證明的是，如果物體呈現具有藍色色調的略微彩色，則其顯得更白。因此，泛藍的顏色被感知為比位于黑體線(BBL)上的色點更白。因此可能通過添加深藍色而將光源的色點調諧到BBL以下來獲得“純(crisp)”白光。可以通過使得由發射深藍光的元件發射的光的一部分經過窄帶紅色磷光體(或者通過其泄漏)以形成總的輸出光譜的一部分，而提供深藍色。從而提供具有高的紅色飽和度的優秀的白色顯色或者“純”白色。
[0022]在本發明的實施例中，至少一種窄帶波長轉換材料是適于發射具有在綠色波長范圍內的發射峰的光的窄帶綠色磷光體。窄帶綠色磷光體可以提供在黃色波長范圍內的相對低的發射，這已經示出為對高度飽和的綠色的感知的改善。通過如上文描述的那樣將深藍色的一部分添加到總的輸出光譜中，提供了具有高的綠色飽和度的“純”白色。
[0023]在本發明的實施例中，至少一種寬帶波長轉換材料是適于發射具有在綠色波長范圍內的發射峰的光的寬帶綠色磷光體、適于發射具有在綠黃色或者黃色波長范圍內的發射峰的光的寬帶綠黃色或者黃色磷光體、或者適于發射具有在紅色波長范圍內的發射峰的光的寬帶紅色磷光體。
[0024]寬帶綠色或者黃色磷光體可以例如與窄帶紅色磷光體組合，以便提供具有飽和紅色和/或綠色的良好顯色性的白色輸出光。備選地，寬帶紅色磷光體可以與窄帶綠色磷光體組合，以便實現具有良好的紅色和/或綠色顯色性的白光。由磷光體轉換的藍光和深藍光的部分可以變化，以便調節總的輸出光譜，并且從而產生具有期望的顯色和飽和度的光。
[0025]根據本發明的實施例，由至少一個發射深藍光的元件和至少一個發射藍光的元件中的至少一種元件發射的光的至少一部分未被窄帶波長轉換材料和/或寬帶波長轉換材料轉換。代之，這一光可以形成總的輸出光譜的一部分，有利地可以變化和調諧總的輸出光譜的組成，以便實現期望的輸出光。總的輸出光譜可以通過例如變化被窄帶波長轉換材料轉換的深藍光的量與未被轉換的深藍光的量的比值來調諧。相似地，被寬帶波長轉換材料轉換的標準藍光的量與未被轉換的標準藍光的量之間的比值可以變化，以便調節總的輸出光譜的組成。
[0026]在本發明的實施例中，至少一種窄帶波長轉換材料的至少一部分被提供在至少一個發射深藍光的元件上。附加地或者備選地，寬帶波長轉換材料的至少一部分被提供在至少一個發射藍光的元件和/或至少一個發射深藍光的元件上。窄帶和/或寬帶波長轉換材料通常可以被提供為覆蓋發光元件的至少一部分的層。備