CN104011456A - 利用远程荧光体和粉光led的光源 - Google Patents
利用远程荧光体和粉光led的光源 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种包括光源(10)和光转换层(20)的照明单元(100)。光源(10)包括发光二极管(LED)(110)和物理接触LED的发光表面(115)的第一发光材料层(120)。第一发光材料层(120)包括第一发光材料(130),配置为以将至少一部分LED光(111)转换成具有红色成分的光(131)。光源(10)配置为以生成具有光(131)的蓝色成分和红色成分的光(11)。构造在距离光源(10)的非零距离处(d)的光转换层(20)包括配置为以将至少一部分光(11)转换成光(31)的第二发光材料(30)。照明单元(100)配置为以提供白色照明单元光(111)。
Description
技术领域
本发明涉及包括光源和光转换层的照明单元,其中光转换层远离光源。
背景技术
具有远离光源的光转换层的照明设备在本领域中是众所周知的。WO2010/106504,例如,描述包括光源和透射布置的照明设备。光源布置为生成光源光,且包括发光器件(LED),该发光器件布置为生成LED光,并且包括第一发光材料的载体。载体接触LED,第一发光材料布置为将至少一部分LED光转换为第一发光材料光。第二发光材料的透射布置布置为远离光源,且布置为转换至少一部分LED或至少一部分第一发光材料光和/或至少一部分第二发光材料光。WO2010/106504表明要克服点光源照明中的远程发光材料系统的限制。此外,还描述基于单个类型的白色(发白)光源结合各种(橘-红)远程发光材料而实现允许光源具有各种相关色温的方法。
发明内容
本发明希望提高具有转换至少一部分LED光的发光材料的基于LED的照明单元的效率。看起来现有领域系统具有次优效率和/或以次优方式是使用发光材料。因此,本发明的方面是提供替代照明单元,其优选地进一步至少部分地避免一个或多个以上所述缺点,和优选地具有改良的效率。
本发明在第一方面提供包括光源和光转换层的照明单元,其中
光源包括发光二极管(LED)和实体接触发光二极管的发光表面的第一发光材料层,其中发光二极管配置为生成LED光,其中第一发光材料层包括第一发光材料,配置为将至少一部分LED转换成具有红色成分的发光材料光,光源配置为生成具有蓝色成分和具有发光材料光的红色成分(如,粉色光)的光源光;
光转换层包括第二发光材料,配置为以将至少一部分光源光转换成第二发光材料光,其中光转换层配置为在距离光源非零距离处(几何的);以及
其中照明单元配置为提供具有光源光的蓝色成分和红色成分且具有第二发光材料光的补色成分的白色照明单元光。
令人惊讶的是,该照明单元可以比其他结构具有更高的转换效率,例如在光源的出射表面上的一种或多种其他发光材料或在光源上的所有发光材料。还显示出,可以用比其他结构更高效地转换光源光的方式来应用发光材料。
术语光源原则上指本领域中已知的任何光源,但是尤其指基于LED的光源,下文中进一步表示为LED。为了理解的原因,以下说明书将只处理基于LED的光源。光源配置为提供粉色光,如蓝色光(蓝色成分)和红色光(红色成分)的组合。这可以通过一些方法获得。
在优选的实施例中,发光二极管配置为生成具有蓝色成分的LED光。换句话说,光源包括蓝色LED。在该实施例中至少一部分蓝色成分(或在实施例中全部蓝色成分)由LED提供。
一般地,在该实施例中,第一发光材料层和光转换层中的发光材料将吸收(部分)蓝色光,并将吸收的蓝色光转换成具有另一颜色的光,其可以至少部分地用作蓝色的补色成分。例如,LED提供蓝色光。部分蓝色光被第一发光材料吸收,并转换成红色光。用这种方式,光源提供粉色光。光转换层还可以转换部分蓝色光,将其转换成具有蓝色和红色的补色,如绿色和/或黄色光。进一步,光转换层特别配置为透射部分光源光,即,至少一部分蓝色光和部分红色光。用这种方式,可以获得白色照明单元。
在又一实施例中,发光二极管配置为生成具有紫外线(UV)成分的LED光。然后,第一发光材料可以配置为以将至少一部分LED光转换成额外具有(至少一部分)蓝色成分(除了红色成分之外)的发光材料光。
一般地,在该实施例中,第一发光材料层中的发光材料将吸收UV光,并将至少一部分UV光转换成具有蓝色的光。第一发光材料还包括配置为以提供红色光的发光材料。一旦利用LED的UV光激发和/或通过蓝色光激发可以生成。用这种方式,光源提供粉色光。光转换层可以将剩余UV(如果有的话)和/或部分蓝色光转换成具有蓝色和红色互补的颜色的光,例如绿色和/或黄色光。进一步,光转换层配置为以传送部分光源光,如,至少一部分蓝色光和一部分红色光。用这种方式,可以获得白色照明单元光。在该实施例中,第一发光材料包括能够将光源光转换成红色光和蓝色光的一种或多种材料,导致产生提供粉色光源光的光源。举蓝色成分来说,可以应用众所周知的材料BaMgAl10O17:Eu2+,举红色成分来说,可以应用下文中指示的红色发光材料。原理上,单个发光材料能够将UV光转换成蓝色光和红色光(如,Eu2+、Mn2+掺杂系统),但是一般地可以应用两个或多个不同发光材料。
优选地,光源是在工作期间发射出至少从200nm到490nm范围选择的波长的光的光源,尤其是在工作期间发射出至少从400nm到490nm范围选择的波长的光的光源,及时在440nm到490nm范围内选择的波长的光的光源,像470nm到485nm范围内。发光材料(参考以下)可以部分地使用该光。在特定的实施例中,光源包括固态LED光源(例如LED或激光二极管)。术语“光源”还可以涉及多个光源,例如2-20(固态)LED光源。因此,术语LED还指多个LED。
下文中术语白光,对本领域的技术人员而言是众所周知的。尤其涉及具有在大约2000K和20000K之间的相关色温(CCT)的光,特别是2700-20000K,特别地在大约2700K和6500K范围内的一般照明,和尤其在大约7000K和20000K范围内的逆光照明的目的,以及特别地在从BBL起的大约15个SDCM(颜色匹配标准偏差)内,特别地在从BBL起的大约10个SDCM内,甚至更特别地在从BBL起的大约5个SDCM内。
术语“紫罗兰色光”或“紫罗兰色光发射”特别涉及具有波长在大约380nn到440nm的光。术语“蓝色光”或“蓝色光发射”特别涉及具有波长在大约440nm到490nm的光(包括某些紫罗兰和青色色调)。术语“绿色光”或“绿色光发射”特别涉及具有波长在大约490nm到530nm范围的光。术语“黄色光”或“黄色光发射”特别涉及具有波长在大约530nm到570nm范围的光。术语“橘色光”或“橘色光发射”特别涉及具有波长在大约570nm到600nm范围的光。术语“红色光”或“红色光发射”特别涉及具有波长在大约600nm到750nm范围的光。术语“粉色光”或“粉色光发射”是指具有蓝色和红色成分的光。术语“可见的”、“可见光”或“可见光发射”是指具有波长在大约380nm到750nm范围的光。
在特定的实施例中,第二发光材料的补色成分是从由黄色成分和绿色成分构成的组中选择的。因此,第二发光材料可以是配置为以一旦利用蓝色(或UV)光激发就生成黄色光的材料和/或第二发光材料可以是配置为以一旦利用利用蓝色(或UV)光激发就生成绿色光的材料。绿色和/或黄色的选择还取决于理想的颜色再现(CRI或R8或Ra)。
术语“发光材料”还可以涉及多个不同的发光材料。本文中术语发光材料特别涉及无机发光材料,有时还表示为发光材料。这些术语对本领域的普通技术人员而言是众所周知的。
在进一步特定的实施例中,第一发光材料包括从由包含氮化物发光材料的二价铕或包含氮氧化物发光材料的二价铕构成的组中选择的一种或多种发光材料。
在一个实施例中,红色发光材料可以包括从由(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu和(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu构成的组中选择的一种或多种材料。在这些混合物中,铕(Eu)是基本或主要二价的,并替代一种或多种所示二价阳离子。一般地,Eu将不会超过阳离子的10%,特别地在大约0.5%到10%范围内,更特别地在相对于其替代的阳离子的大约0.5%到5%的范围内。术语“:Eu”或“:Eu2+”表明部分金属离子由Eu替代(在这些实例中由Eu2+)。例如,假设CaAlSiN3中有2%Eu,那么校正公式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕将一般地替代二价阳离子,例如上述二价碱土金属离子,特别地Ca、Sr或Ba。材料(Ba,Sr,Ca)S:Eu还可以表示为MS:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)构成的组中选择的一种或多种元素;特别地,在该化合物中M包括钙或锶、或钙和锶、更特别地钙。这里,引入Eu,替代至少一部分M(如,一种或多种Ba、Sr、和Ca)。进一步,材料(Ba5Sr5Ca)2Si5N8:Eu还可以表示为M2Si5N8:Eu,其中M是从由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)构成的组中选择的一个或毒多个元素;在该化合物中M包括Sr和/或Ba。在进一步的特定实施例中,M由Sr和/或Ba(不考虑存在Eu)构成,特别地50%到100%、特别地50%到90%Ba和50%到0%、特别地50%到10%Sr,例如Ba1.5Sr0.5Si5N8:Eu,(如75%Ba;25%Sr)。这里,引入Eu,并替代至少一部分M,如一种或多种Ba、Sr和Ca)。同样地,材料(Ba5Sr5Ca)AlSiN3:Eu还可以表示为MAlSiN3:Eu5,其中M是从由钡(Ba)锶(Sr)和钙(Ca)构成的组中选择的一种或多种元素;特别地,在该化合物中M包括钙或锶、或钙和锶、更特别地钙。这里,引入Eu,并替代至少一部分M(如,一种或多种Ba、Sr和Ca)。优选地,在实施例中,第一发光材料包括(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu,优选地CaAlSiN3:Eu。进一步,在另一实施例中,可以结合前者,第一发光材料包括(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu,优选地(Sr,Ba)2Si5N8:Eu。术语“(Ca,Sr,Ba)”表明相对应的阳离子可以由钙、锶或钡占据。还表明在该材料中,相对应的阳离子位置可以利用从由钙、锶和钡构成的组中选择的阳离子占据。因而,材料可以包括钙和锶或只包括锶等。
因此,在实施例中,第一发光材料包括M2Si5N8:Eu2+,其中M是从由Ca、Sr和Ba构成的组中选择的,甚至更特别地,其中M是从由Sr和Ba构成的组中选择的。还是在另一实施例中,可以结合前者,第一发光材料包括MAlN3:Eu2+,其中M是从由Ca、Sr和Ba构成的组中选择的,甚至更特别地,其中M是从由Sr和Ba构成的组中选择的。
关于光转换层包括的远离光源的第二发光材料,第二发光材料包括从由含有石榴石的三价铈和含有氮氧化物的三价铈(可选地含有(OXY-)-氮的三价铈)构成的组中选择的一种或多种发光材料。
特别地,第二发光材料包括M3A5O12:Ce3+发光材料,其中M是从由Sc、Y、Tb、Gd和Lu构成的组中选择的,其中A是从由Al和Ga构成的组中选择的。优选地,M至少包括一种或多种Y和Lu,和A至少包括Al。这些类型的材料可以提供在期望色彩再现指数值具有最高效率。在特定的实施例中,第二发光材料包括至少两种M3A5O12:Ce3+类型的发光材料,其中M是从由Y和Lu构成的组中选择的,其中A是从由Al构成的组中选择的,其中对于至少两种发光材料Y∶Lu比率不同。例如,一个比率可以只基于Y,如Y3Al5O12:Ce3+,其中一个可以是基于Y、Lu的系统,如(Y0.5Lu0.5)3Al5O12:Ce3+。
石榴石的实施例特别地包括M3A4O12石榴石,其中M包括至少钇或镥,A包括至少铝。石榴石可以掺杂铈(Ce)、镨(Pr)或铈和镨的组合;特别地掺杂铈。特别地,A包括铝(Al),然而,A还可以部分地包括钙(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In),特别地高达大约20%的Al,更特别地高达大约10%的Al(如,A离子主要由90%或更高摩尔的Al和10%或更低摩尔的Ga、Sc和In中的一种或多种构成);A可以主要包括高达大约10%的镓。在另一变型中,A和O可以至少部分地由Si和N替代。元素M可以特别地从由钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)构成的组中选择。进一步,Gd和/或Tb特别地只存在高达大约20%的M。在特定的实施例中,石榴石发光材料包括(Y1-xLux)3Al5O12:Ce,其中x大于等于0且小于等于1。术语“:Ce“或”:Ce3+“表明发光材料中的部分金属离子(如在石榴石中:部分”M“离子)由Ce替代。例如,假设(Y1-xLux)3Al5O12:Ce,部分Y和/或Lu由Ce替代。本领域的普通技术人员已知该记法。Ce一般将替代不超过10%;一般地,Ce浓度将在0.1%到4%范围内,特别地0.1%到2%(相对于M)。假设1%Ce和10%Y,全校正公式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。本领域的普通技术人员已知,石榴石中Ce主要或只是三价状态。
本领域的普通技术人员将理解,可以应用第一发光材料的组合。同样地,可以应用第二发光材料的组合。进一步,本领域的普通技术人员将理解,发光材料关于组成元素、催化剂浓度、微粒尺寸等中的一种或多种的优化或关于发光材料组合的优化可以应用于优化照明单元。
在特定的实施例中,具有特别高的效率和良好的颜色再现,发光二极管配置为以生成具有蓝色成分的LED光,其中第一发光材料包括一种或多种M2Si5N8:Eu2+和MAlN3:Eu2+,其中M是从由Sr和Ba构成的组中选择的,其中第二发光材料包括至少两个M3A5O12:Ce3+类型的发光材料,其中M是从由Y和Lu构成的组中选择的,其中A是从由Al(如,是Al)构成的组中选择的,以及对于至少两个发光材料比率Y∶Lu不同。
如上所述,光源(包括第一发光材料层)和光转换层之间的距离是非零的。光源和光转换层之间的空间可以用主要不吸收来自光源和转换层的光的任何材料填充。用于填充的材料实例是:空气、真空、像N2、O2、Ar等的一种或多种的气体、硅酮、水或其他液体。在实施例中,LED管芯,作为发光表面的特定实例,是正方形的。在将应用非正方形发光表面的情况中,可以使用有效宽度。有效宽度可以定义为发光表面的面积的平方根。特别地,当距离是至少200um时,甚至更优选地至少500um,如特别地至少600um,获得良好的结果。
特别地,光转换层是至少部分地传送光源光。这意味着,传送光传送层是这样的,即蓝色成分和红色成分都是至少部分地传送。因而,光转换层的下游,可以观察到直接来自光源的蓝色光;同样地,可以观察到直接来自光源的红色光。这些是照明单元光的蓝色成分和红色成分。特别地,红色成分光不激发转换层的刺激发射。在实施例中,转换层光只是由吸收照明单元光的蓝色成分产生的。
在实施例中,照明单元包括多个光源,每个光源配置为以生成具有发光材料光的蓝色成分和红色成分的光源光。因而,在该实施例中,所有光源生成粉色光。
光源可以构造在室中,具有反射壁(涂有TiO2)和透明窗口。在实施例中,窗口是光转换层。还是在进一步的实施例中,窗口包括光转换层。该层可以布置在窗口上游或窗口下游。还是在进一步的实施例中,光转换层应用在窗口的两个侧面。
术语“上游“和”下游“涉及项或零件相对于来自光生成工具(这里特别地第一光源)的光传播的布置,其中相对于来自光生成工具的光束内的第一位置,更接近光生成工具的光束的第二位置、和进一步远离光生成工具的光束内的第三位置是”下游“。
本领域的普通技术人员将理解本文中术语“充分地“,例如”充分地所有发射“或”充分构成“。术语”充分地“还可以包括具有”整个“、”完全“、”所有“等的实施例。因而,在实施例中,还可以移除形容词充分的。在可适用的地方,术语”充分地“还可以涉及90%或更高,如95%或更高,特别地99%或更高,甚至更特别地99.5%或更高,包括100%。术语”包括“还包括其中属于”包括“意味着”由...构成“的实施例。
而且,说明书和权利要求中术语第一、第二、第三等用于区分相似元件,不一定用于描述顺序或时间顺序。理解的是,在合适情况下使用的术语是可互换的,本文中描述的本发明的实施例能够以本文中描述或所示的其他顺序操作。
本文中的设备或装置是在操作期间描述的其他设备或装置。本领域的普通技术人员将理解,本发明不限于操作方法或操作中的设备。
应当注意,以上所述的实施例示出而非限制本发明,在不偏离相关权利要求的保护范围的情况下本领域的普通技术人员将能够设计许多可选的实施例。在权利要求中,放置在圆括号之间的任何参考符号不应当解释为限制权利要求。动词“包括“和其动词变化形式的使用不排除存在除了权利要求中陈述的元素或步骤之外的元素或步骤。元素之前的定冠词”一“或”一个“不排除存在多个元素。本发明可以由包括一些不同元素的硬件和适当编程的计算实施。在列举一些工具的设备权利要求中,一些工具可以由同一个硬件体现。事实是,在相互不同的附属权利要求中引述的某些措施不表明不可以使用这些措施的组合。
本发明进一步应用于包括说明书中所述和/或附图中所示的一个或多个表征特征的装置或设备。本发明进一步涉及包括说明书中所述和/或附图中所示的一个或多个表征特征的方法或过程。
该专利中讨论的各个方面可以组合起来,从而提供额外的优势。而且,某些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
附图说明
现在将参考附图通过实例描述本发明的实施例,在附图中相对应的附图北京表示相对应的零件,在附图中:
图1a-1b示意性地描述照明单元的某些实施例;
图2a-2b示意性地描述照明单元的某些方面;和
图3a-3b示出照明单元的某些实例的发光光谱。
附图不一定按比例绘制。
具体实施方式
图1a-1b示意性地描述本文中所述的照明单元100的实施例。照明单元100包括光源10和光转换层20,光转换层20配置为在距离光源10的非零距离处。光源10包括(在该示意性描述的实施例中)发光二极管(LED)110和第一发光材料层120(包括第一发光材料130),其实体地接触发光二极管110的发光表面115(LED管芯)。
光源10配置为生成具有蓝色成分和具有红色成分的光源光11(还参考图2a-2c的注解)。
(远程)光转换层20包括第二发光材料30,配置为将至少一部分光源光11转换成第二发光材料光31。
在特定的实施例中,除了发光材料层,照明单元内的所有表面涂有反射涂层,如TiO2微粒。
光源光11和第二发光材料光31共同形成光转换层20的下游,照明单元光111特别是白色。因此,照明单元100可以配置为提供具有光源光11的蓝色成分和红色成分与具有第二发光材料光31的补色成分的白色照明单元光111(参考以下)。第二发光材料31可以特别地包括发光材料,配置为在利用光源光11激发时生成绿色和/或黄色光。
图1b示意性地描述其中应用多个光源10的实施例,特别地每个光源10配置为生成粉色光源光11。
图1a-1b示意性地描述其中照明单元包括腔5的实施例,所述腔包围光源10或至少其发光表面115。进一步,光转换层可以是出射窗口的一部分,或可以是出射窗口本身。这里,出射窗口包括光转换层。在实施例中,其可以是透射视陶瓷材料。在另一实施例中,发光材料封闭在箔中,所述箔可以布置在出射窗口的上游下游。如上所述,在实施例中,除了发光材料层,腔5内的所有表面都涂有反射涂层,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,在图1a-1b中,第一发光材料层120构造在光源下游,但是构造在光转换层20的上游;光转换层20配置为在第一发光材料层的下游。
图2a-2b示意性地描述光源10的细节。光源10一般包括发光二极管(LED),其具有发光表面或管芯115(图2a)。在发光表面115的顶部,布置第一发光材料层120。为了方便理解,在图2b中第一发光材料层120被画在一定距离外。以此方式,可以更好地看到光线。发光二极管110配置为以生成LED光111。其可以是蓝色光和/或UV光,但是特别地包括至少蓝色光。第一发光材料层120包括第一发光材料130,配置为以将至少一部分LED光111转换成具有红色成分的发光材料光131。用这种方式,光源10配置为以生成具有发光材料光111的红色成分和具有蓝色成分(一般地蓝色LED光)的光源光11。然而,原理上,LED光还可以是UV光,第一发光材料层可以将其至少一部分转换为蓝色光(蓝色成分)和红色光(红色成分)。图2c示意性地描述一体光源10,还在图1a-1b中示意性地描述(如,在光出射表面115和第一发光材料层120之间有实体接触)。图2d非常示意性地描述发光二极管110的顶视图,其发光表面115具有宽度(和长度)w。
在特定的实施例中,发光二极管110配置为生成具有蓝色成分的LED光111,第一发光材料130包括一个或多个M2Si5N8:Eu2+和MAlN3:Eu2+,其中M是从由Sr和Ba构成的组中选择的,第二发光材料30包括至少两个M3A5O12:Ce3+类型的发光材料,其中M是从由Y和Lu构成的组中选择的,A是从由Al构成的组中选择的,以及对于至少两种发光材料,比率Y∶Lu不同。
实例
探索许多结构。在以下表格中,针对不同发光材料配置,显示出色温(CCT)、转换效率(CE)、流明当量(LE)和显色指数(CRI/Ra)。这些数据涉及照明单元101。通过改变相对发光材料的相对量和/或改变层厚度可以获得不同色温。红色荧光体(发光材料)总是包括在第一发光材料层中,绿色荧光体总是包括在远程光转换层(除了最后一个表格之外;参考以下注解)。远程光转换层与光源10的距离表示在每个表格中。
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
2700 | 177 | 319 | 76 |
3000 | 189 | 325 | 75 |
4000 | 200 | 331 | 70 |
4500 | 200 | 330 | 68 |
距离粉光LED的距离 600μm
红色荧光体 (Sr,Ca)AlN3:Eu
绿色荧光体 Y(2.94)Ce0.006Al5O12
图3a中显示属于具有以上四个不同色温的设备的发光光谱(如,照明单元101的)。
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
2700 | 168 | 312 | 82 |
3000 | 181 | 318 | 81 |
4000 | 196 | 322 | 77 |
4500 | 197 | 320 | 75 |
到粉光LED的距离 600um
CCT[K]CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
红色荧光体 (Sr,Ca)AlN3:Eu
绿色荧光体I(70vol-%) Y(2.94)Ce0.006Al5O12
绿色荧光体II(30vol-%) Lu(2.97)Ce0.003Al5O12
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
2700 | 160 | 313 | 81 |
3000 | 165 | 318 | 80 |
4000 | 165 | 322 | 77 |
4500 | 163 | 320 | 75 |
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
2700 | 204 | 328 | 78 |
3000 | 211 | 330 | 80 |
4000 | 219 | 326 | 82 |
4500 | 218 | 322 | 82 |
在图3b中显示属于具有以上四个不同色温的设备的(如,照明单元101的)发光光谱。
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
2700 | 191 | 323 | 81 |
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
3000 | 201 | 326 | 82 |
4000 | 212 | 325 | 81 |
4500 | 213 | 322 | 81 |
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
2700 | 147 | 326 | 79 |
3000 | 150 | 328 | 80 |
4000 | 155 | 325 | 80 |
4500 | 160 | 322 | 80 |
在最后一个表格中,光转换层实体接触第一发光材料层。如图所示,效率明显低于以上实例的效率。
进一步,还评估第一发光材料和第二发光材料的混合物。在该情况中显色指数低于非混合但是具有零距离的系统的显色指数。对于所选的特定发光材料组合,显色指数是90.7(510μm)、88.4(0μm)和85.9(混合系统)。
根据以上数据可以获得,当发光材料都在所有管芯上时为绿色(或绿色/黄色)发光材料选择非零距离将提供更高效率(最后一个表格)。然而,令人惊讶的是,当绿色发光材料布置在管芯上和红色发光材料布置在远处时,效率更低和/或显色性更低,参见下列表格(基于LED上的YAG:Ce和布置在远处的CaAlN3:Eu;该实例与第一表格中的实例相比较;但是利用另一发光材料配置):
CCT[K] | CE[lm/W] | LE[lm/W] | Ra |
2700 | 152 | 328 | 70 |
3000 | 167 | 333 | 70 |
4000 | 180 | 333 | 70 |
4500 | 190 | 331 | 70 |
如图所示,效率更低,显色性指数明显更低。进一步,在这些结构中的发光材料用途似乎效率更低。
Claims (15)
1.一种包括光源(10)和光转换层(20)的照明单元(100),其中
所述光源(10)包括发光二极管(LED)(110)和实体接触所述发光二极管(110)的发光表面(115)的第一发光材料层(120),其中所述发光二极管(110)配置为生成LED光(111),其中所述第一发光材料层(120)包括第一发光材料(130),所述第一发光材料(130)配置为将至少部分所述LED光(111)转换成具有红色成分的发光材料光(131),并且其中所述光源(10)配置为生成具有蓝色成分并具有所述发光材料光(131)的所述红色成分的光源光(11);
所述光转换层(20)包括第二发光材料(30),其配置为将至少一部分光源光(11)转换成第二发光材料光(31),其中所述光转换层(20)被配置在距离所述光源(10)非零距离(d)处;以及
其中所述照明单元(100)配置为提供具有所述光源光(11)的所述蓝色和所述红色成分且具有所述第二发光材料光(31)的补色成分的白色照明单元光(111)。
2.根据权利要求1所述的照明单元(100),其中所述发光二极管(110)配置为生成具有蓝色成分的LED光(111)。
3.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述发光二极管(110)配置为生成具有UV成分的LED光(111),并且其中所述第一发光材料(130)配置为将至少一部分所述LED光(111)转换成额外具有蓝色成分的发光材料光(131)。
4.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述第二发光材料光(31)的补色成分是从由黄色成分和绿色成分构成的组中选择的。
5.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述第一发光材料(130)包括从由含有氮化物发光材料的二价铕和含有氮氧化物发光材料的二价铕构成的组中选择的一种或多种发光材料。
6.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述第一发光材料(130)包括M2Si5N8:Eu2+,其中M是从由Ca、Sr和Ba构成的组中选择的。
7.根据权利要求6所述的照明单元(100),其中M是从由Sr和Ba构成的组中选择的。
8.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述第一发光材料(130)包括MAlN3:Eu2+,其中M是从由Ca、Sr和Ba构成的组中选择的。
9.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述第二发光材料(30)包括从由含有石榴石的三价铈和含有氮氧化物与二价铕氮氧化物的三价铈的组中选择的一种或多种发光材料。
10.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述第二发光材料(30)包括M3A5O12:Ce3+发光材料,其中M是从由Sc、Y、Tb、Gd和Lu构成的组中选择的,其中A是从由Al和Ga构成的组中选择的。
11.根据权利要求10所述的照明单元(100),其中M至少包括Y和Lu的一种或多种,并且其中A至少包括Al。
12.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述发光二极管(110)配置为生成具有蓝色成分的LED光(111),其中所述第一发光材料(130)包括M2Si5N8:Eu2+和MAlN3:Eu2+的一种或多种,其中M是从由Sr和Ba构成的组中选择的,其中所述所述第二发光材料(30)包括至少两种M3A5O12:Ce3+类型的发光材料,其中M是从由Y和Lu构成的组中选择的,其中A是从由Al构成的组中选择的,并且其中对于所述至少两种发光材料,Y∶Lu的比率是不同的。
13.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述光源(10)和所述光转换层(20)之间的距离(d)在50μm到20mm的范围内。
14.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),其中所述光源(10)和所述光转换层(20)之间的距离(d)是所述发光表面(115)的宽度的至少0.5倍。
15.根据任一前述权利要求所述的照明单元(100),包括多个光源(10),每个所述光源配置为生成具有所述蓝色成分并且具有所述发光材料光(111)的所述红色成分的光源光(11)。
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