CN114747005A - Led和多色磷光体 - Google Patents
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Abstract
一种照明器件，包括：被配置为发射第一光的第一LED；被配置为发射第三光的第二LED；第一磷光体，设置在第一LED和第二LED之上，并被布置为吸收第一光的一部分并且作为响应发射波长比第一光更长的第二光；以及设置在第二LED之上的第二磷光体，第二磷光体被布置成吸收第三光的一部分，并且作为响应发射波长比第三光更长的第四光，并且第四光离开第二磷光体进入第一磷光体，并且第二光和第四光两者都通过第一磷光体离开照明器件。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年12月13日提交的第16/714238号美国专利申请和2020年2月28日提交的第20159990.9号欧洲专利申请的优先权的权益，这两项申请中的每一个均通过引用以其全部内容并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及使用磷光体和发光二极管的组合来产生均匀光源外观的照明器件。
背景技术
半导体发光二极管和激光二极管（在本文中统称为“LED”）是当前可用的最有效的光源之一。LED的发射光谱通常在（由该器件的结构和由其构成的半导体材料的组分所确定的）波长处表现出单一的窄峰。通过合适地选择器件结构和材料体系，LED可以被设计为在紫外、可见、或红外波长处来操作。
LED可以与吸收由LED发射的光并且作为响应发射更长波长的光的一种或多种波长转换材料（在本文中一般称为“磷光体”）组合。对于这种磷光体转换LED（“pcLED”），由LED发射的被磷光体吸收的光的份额取决于由LED发射的光的光路中磷光体材料的量，例如取决于设置在LED上或LED周围的磷光体层中磷光体材料的浓度以及该层的厚度。磷光体可以被嵌入硅树脂基体（其设置在由LED发射的光的路径中）中。
可以将磷光体转换LED设计为使得由LED发射的所有光都被一种或多种磷光体吸收，在该情况下，来自pcLED的发射完全来自磷光体。在这种情况下，例如，可以选择磷光体以在狭窄的光谱区域内发射光，该光不由LED直接有效地生成。替代地，可以将pcLED设计为使得由LED发射的光的仅一部分被磷光体吸收，在该情况下，来自pcLED的发射是由LED发射的光和由磷光体发射的光的混合。通过合适地选择LED、磷光体、和磷光体组分，可以将这样的pcLED设计成发射例如具有期望的色温和期望的显色性质的白光。
色点是色度图中的点，色度图将光的特定光谱表征为具有正常色觉的人所感知的颜色。相关色温（“CCT”）是与（与色点最密切相关的）色度图中黑体曲线上的点对应的温度。
发明内容
在一个方面中，公开了一种照明器件，该照明器件包括：配置为发射第一光的第一LED；配置为发射第三光的第二LED；第一磷光体，设置在第一LED和第二LED之上，并且布置为吸收第一光的一部分并且作为响应发射波长比第一光更长的第二光；以及设置在第二LED上的第二磷光体，第二磷光体被布置成吸收第三光的一部分并且作为响应发射波长比第三光更长的第四光，并且第四光离开第二磷光体进入第一磷光体，并且第二光和第四光两者都通过第一磷光体离开照明器件。
第一磷光体可以包括与第二LED、第一磷光体和第一LED相对的发光表面，并且第二光、第四光、第一光的未转换部分、和第三光的未转换部分可以穿过发光表面。
由第二磷光体吸收的第三光的一部分可以大于由第一磷光体吸收的第一光的一部分。
第一光可以具有第一波长范围，第二光和未转换的第一光的第一光谱功率分布可以具有在第一波长范围内的总辐射功率的至少25%，并且第四光和未转换的第三光的第二光谱功率分布可以具有在第一波长范围内的总辐射功率的小于3%。
照明器件可以进一步包括被配置成发射第五光的第三LED，和设置于第三LED之上且被布置为吸收第五光并发射第六光的第三磷光体，其中第六光离开第三磷光体进入第一磷光体，并通过第一磷光体离开照明器件。
第一光、第二光和第五光可以各自为波长范围为400-460 nm的蓝光，第二磷光体可以为红色磷光体，并且第三磷光体可以为绿色磷光体。
第一LED、第二LED和第三LED可以全部安装在安装表面上的单个引线框架内，第一磷光体包括与安装表面相对的发光表面。
离开照明器件的、由第一LED和第二LED发射的基本上所有光可以穿过第一磷光体。
在另一方面中，照明器件包括第一LED、第二LED、设置在第一LED和第二LED之上的第一磷光体；以及设置在第二LED之上、第二LED和第一磷光体之间、以及第二LED和第一LED之间的第二磷光体。
第一磷光体可以包括与第二LED、第一磷光体和第一LED相对的发光表面。
第一磷光体可以与第一LED和第二磷光体直接接触。
第一磷光体可以包括发光表面，由第一LED发射的第一光从第一LED进入第一磷光体，并从发光表面离开第一磷光体，并且由第二LED发射的第二光从第二LED进入第二磷光体，离开第二磷光体进入第一磷光体，并通过发光表面离开第一磷光体。
第一磷光体可以包括混入第一载体材料的第一磷光体材料，并且第二磷光体可以包括混入第二载体材料的第二磷光体材料，且第二载体材料中第二磷光体的浓度高于第一载体材料中第一磷光体的浓度。
第一和第二载体材料可以为硅树脂。
第一LED和第二LED两者都可以安装在安装表面上的单个引线框架内，第一磷光体具有与安装表面相对的发光表面。
安装表面可以包括围绕第二LED的屏障，并且第二磷光体被包含在屏障内。
照明器件可以进一步包括第三LED和第三磷光体，第三磷光体设置在第三LED之上、第一磷光体和第三LED之间、以及第三LED和第一LED之间，第一磷光体设置在第二磷光体和第三磷光体之间。
第一LED、第二LED和第三LED可以是被配置成发射波长在400-460 nm范围内的蓝光的半导体二极管结构，第二磷光体可以被配置成吸收蓝光并发射绿光，且第三磷光体可以被配置成吸收蓝光并发射红光。
第一LED、第二LED和第三LED可以全部安装在安装表面上的单个引线框架内，第一磷光体可以包括与安装表面相对的发光表面。
第一LED可以包括第一多个半导体二极管结构，并且第二LED包括第二多个半导体二极管结构。
附图说明
图1A和图1B是图示根据一个示例实施例的照明器件的截面视图。
图2是图示根据另一示例实施例的照明器件的截面视图。
图3示出了根据又一示例实施例的照明器件的蓝色、绿色和红色原色光谱。
图4A和图4B分别是图示根据又一实施例的照明器件的截面视图和平面视图。图4A中的截面视图是通过图4B所示的线I-I’截取的。
图5是图示根据又一示例实施例的照明器件的截面视图。
具体实施方式
应该参照附图来阅读以下具体实施方式，其中遍及不同的图相同的附图标记指代类似的元件。不一定成比例的附图描绘了选择性实施例并且不旨在限制本发明的范围。具体实施方式通过示例的方式、不通过限制的方式说明了本发明的原理。
借助于混合从两种或更多种不同颜色光源发射的两种或更多种不同颜色的光，可以实现来自单个照明器件的光的特定颜色或白光CCT值。在照明器件中使用两种或更多种不同颜色的光源（其可以称为“原色”）对于可调照明器件特别有用。在这种可调照明器件中，发射光的颜色或白光CCT值可以通过改变由不同颜色的光源或原色输出的光量来调整，以实现来自照明器件的全部发射光的不同颜色或白光CCT值。例如，以去饱和的红色、绿色和蓝色pcLED原色（例如，如在LumiLEDs控股公司 B. V. 的LUXEON Fusion ® 照明器件中使用的）进行颜色调节是在宽CCT范围内实现白光的高的功效和通量同时也提供高的颜色保真度的有效方法。
此类颜色可调照明器件和白光CCT可调照明器件中使用的光源或原色通常实施为分立的LED封装。因此，两个或更多个分立的LED封装（每个发射不同颜色的光）被组合以形成可调照明器件。例如，白光CCT可调照明器件可以包括两个分立的LED封装，它们可以是标准的白色LED封装，一个具有2700K的CCT值并且另一个具有6500K的CCT值。
然而，组合分立的LED封装可能导致照明器件的总发光表面（“LES”）上大程度的颜色变化。这种大程度的颜色变化在各种光学设计中可能是一个缺点。在定向照明中，LES的颜色变化在远场可能是可见的，并且需要使用专门设计的次级光学器件来提供颜色混合并减少颜色变化。这种次级光学器件的使用会导致照明器件的光学效率损失和/或尺寸和体积的增加。在非定向照明中，通常期望照明器件具有均匀的外观，这通常通过使用光学漫射器来实现。然而，随着颜色变化的增加，需要更大的混合距离和/或更强的光学漫射器（这增加了光损失）来实现均匀的外观。
图1A图示了组合两种或更多种原色并实现光的均匀外观的照明器件的示例实施例。图1A的照明器件100包括第一LED 110和第二LED 120。第一LED 110和第二LED 120可以安装在例如基座151的安装表面150上。第一磷光体115设置在第一LED 110和第二LED 120两者之上。第二磷光体125仅设置在第二LED 120之上，使得第二磷光体设置在第一磷光体115和第二LED 120之间，并且也设置在第一LED 110和第二LED 120之间。如图1A所示，第二磷光体125可以与第一磷光体115接触。
照明器件100可以包括侧壁155，其可围绕照明器件100。基座151和侧壁155可以由单个引线框架形成。第一LED 110和第二LED 120安装在基座151的安装表面150上的单个引线框架内。如本领域普通技术人员所理解的，第一LED和第二LED可以通过引线框架连接到电源。第一LED和第二LED可以具有公共阳极、公共阴极，或者每个都具有单独可寻址的阳极和阴极。
第一磷光体115在照明器件100上形成发光表面140，其与第一LED 110和第二LED125相对、且与安装表面150相对。整个发光表面可以由光学均匀材料形成，该光学均匀材料由第一磷光体115构成。发光表面140跨整个表面可以是连续的、不间断的和规则的。发光表面140可以是基本平坦的。发光表面140可以完全填充包含在侧壁151内（例如，在引线框架封装内）的区域。发光表面140是由第一LED 110和第二LED 120输出的光通过其离开照明器件100的表面，从而由于第一磷光体115的散射性质而产生均匀的光源外观。
图1B图示了通过照明器件100的光路。第一LED 110被配置成发射进入第一磷光体115的第一光170。第一光170的至少一部分被第一磷光体115吸收，第一磷光体115将第一光170的该部分下转换成第二光172。第二光172具有比第一光170更长的波长。第二光172通过发光表面140离开照明器件100。
可以形成第一磷光体115，使得从第一LED发射的第一光170的一部分进入第一磷光体115，且不被磷光体115下转换。未转换的第一光174穿过第一磷光体115并离开发光表面140，其具有与第一光170相同的波长范围。
第二LED 120被配置成发射第三光180，其进入第二磷光体125。第三光180的至少一部分被第二磷光体125吸收，第二磷光体125将第三光180的该部分下转换成第四光182。第四光182具有比第三光180更长的波长。第四光182从第二磷光体125进入第一磷光体115。
可以选择第一磷光体115和第二磷光体125，使得第四光182不被第一磷光体115吸收，在此情况下，第四光182穿过第一磷光体115并通过发光表面140离开照明器件100。
可以形成第二磷光体125，使得从第二LED 120发射的第三光180的一部分进入第二磷光体125，且不被磷光体125下转换。未转换的第三光184具有与第三光180相同的波长范围。未转换的第三光184从第二磷光体125进入第一磷光体115。在进入第一磷光体115时，未转换的第三光184的一部分可以保持未转换。在这种情况下，没有被第一磷光体115进一步转换的任何未转换的第三光184离开发光表面，其具有与第二光180相同的波长范围。取决于第三光180的波长范围和第一磷光体的特性，未转换的第三光184或其一部分可以被第一磷光体115吸收，并被下转换成具有比未转换的第三光184更长波长的光188，并且其可以具有与第二光172相同的波长范围。
第二光172、未转换的第一光174、第四光182、以及任何未转换的第三光184和光188组合以形成照明器件100的期望的颜色或白光CCT值。第二光172、未转换的第一光174、第四光182、以及任何未转换的第三光184和光188穿过第一磷光体115的至少一部分并穿过发光表面140，由于第一磷光体115的散射性质并且因为光是穿过均匀材料的单个表面而不是穿过分立的LED封装发射的，因此这给予照明器件100均匀颜色的光的外观。离开照明器件100的所有光穿过第一磷光体115的某一部分并穿过均匀发光表面140。
第一磷光体115和第二磷光体125可以被布置为转换不同量的第一光170和第三光180。第二磷光体125可以被布置为使得第三光180的大部分或全部被第二磷光体125下转换，并且没有第三光180或第三光180的仅一小部分不被第二磷光体125下转换。即，很少或没有未转换的第三光184进入第一磷光体115。例如，第二磷光体125可以将第三光180的超过90%转换成第四光182，并且第三光180的10%或更少可以作为未转换的第三光184进入第一磷光体115。例如，第二磷光体可以将第三光180的超过97%转换成第四光182，并且第三光180的3%或更少可以作为未转换的第三光184进入第一磷光体115。增加第三光180的转换量减少了第一磷光体115对色点的影响，使得第一磷光体115主要导致第四光182的散射。
可以在由照明器件100输出的光中观察到第一磷光体115和第二磷光体125之间的这种转换差异。照明器件100的“第一原色”被定义为由第一LED 110发射的光，该光穿过第一磷光体115并通过发光表面140离开照明器件100（即，第二光172和未转换的第二光174）。照明器件100的“第二原色”被定义为来自第二LED 120的光，该光穿过第二磷光体125并然后穿过第一磷光体115，并通过发光表面140离开照明器件100，（即第四光182和离开照明器件100的任何未转换的第三光186和光188）。如果由第一LED 110发射的第一光170具有第一波长范围，则第二原色的光谱功率分布可以包含在未转换的第二光174的波长范围内（即，在第一波长范围内）的总辐射功率的小于3%。第一原色的光谱功率分布可以在未转换的第二光174的波长范围内（即，在第一波长范围内）具有总辐射功率的至少25%。第二磷光体125被布置成使得即使当第二LED 120被配置成发射第一波长范围内（即，在与第一LED 110相同的波长范围内）的光时，第一原色和第二原色之间的光谱功率分布的这种差异仍然存在。
任何合适的方法都可以用于形成第一磷光体115和第二磷光体125。例如，第一磷光体115可以通过将第一磷光体材料混合到载体材料（诸如硅树脂）中以形成硅树脂浆料来形成。第二磷光体125可以通过将第二磷光体材料混合到载体材料（诸如硅树脂）中从而也形成硅树脂浆料来单独形成。第二磷光体材料和载体的第二磷光体125混合物沉积在安装在安装框架150上的第二LED 120之上，以形成第二磷光体125。第二磷光体材料和载体的第二磷光体125混合物以这样的方式沉积，使得其包含在第二LED 120之上和周围（用于包含第二磷光体的方法在下文中关于图2和图4更详细地描述）。在沉积第二磷光体125混合物之后，第一磷光体115混合物沉积在安装在安装表面150上的第一LED 110、第二磷光体125、和第二LED 120之上。
在形成第一磷光体115和第二磷光体125的另一示例方法中，载体为陶瓷，并且磷光体材料混入陶瓷并形成陶瓷薄片。第二磷光体125的陶瓷薄片被定尺寸为覆盖第二LED120，并然后被定位在第二LED 120上、而不是第一LED 110上。第一磷光体115的陶瓷薄片被定尺寸为覆盖第一LED 110和第二LED 120两者，并且被定位在第一LED 110、第二磷光体125陶瓷板、和第二LED 120之上，使得第二磷光体125陶瓷板被定位在第二LED 120和第一磷光体115陶瓷板之间。如果第一磷光体115和第二磷光体125形成为陶瓷薄片，则它们可以形成或可以不形成为也位于第一LED 110和第二LED 120之间，但是这两个LED可以代替地被由光学屏障隔开，使得陶瓷薄片仅位于LED的顶部上。
本领域普通技术人员将理解如何实现上述第一磷光体115和第二磷光体125之间的转换差异。例如，第一磷光体115可以具有比第二磷光体125更低的磷光体材料的浓度，该磷光体材料的浓度将取决于所使用的特定磷光体材料。所使用的磷光体材料中磷光体颗粒的尺寸也可以用于调整转换的限度（extent）。
第一磷光体115还可以包括散射剂，例如散射颗粒（诸如TiO2或ZrO2），以增强第一磷光体115的散射性能并进一步提高光的均匀性。
任何LED都可以用作第一LED 110和第二LED 120，其取决于照明器件100期望的颜色或白光CCT，以及（如果适用的话）期望的调节范围。例如，第一LED 110和第二LED 120可以是半导体二极管结构或LED管芯，诸如基于InGaN材料体系的III族-氮化物LED。第一LED110和第二LED 120可以相同，从而发射具有相同波长范围的第一光170和第三光180；或者第一LED 110和第二LED 120可以不同，并且第一光170可以具有与第三光180不同的波长范围。
选择用于照明器件100的特定LED和特定磷光体材料，以提供照明器件的期望的颜色或白光CCT值，或者照明器件100的颜色和白光CCT的范围（如果照明器件100是可调的）。
可以通过改变提供给第一LED 110和第二LED 120的驱动电流，将照明器件100配置为可调节的，使得颜色或白光CCT值随着发射或多或少的第一光170和第三光180而变化。因为从照明器件100发射的所有光都通过发光表面140发射，所以即使当不同的原色被混合以形成不同的颜色或白光CCT值时，光也具有均匀的外观。
如本文公开的照明器件可以用于制造具有均匀外观的可调白光照明器件。这种照明器件可以例如在单个LED封装（单个引线框架）中制成，具有用作颜色可调照明器件的原色的三种磷光体转换的颜色。
图2图示了用于在单个LED封装中制造白光照明器件的照明器件200，该白光照明器件包括在变化的白光CCT值之间可调的在单个LED封装中的白光照明器件。引线框架260包含设置在安装表面250上的第一LED 210、第二LED 220和第三LED 230。第二磷光体225设置在第二LED 220之上。第三磷光体235设置在第三LED 230之上。第一磷光体215设置在第一LED 210、第二磷光体225和第二LED 210、以及第三磷光体235和第三LED 230之上。第一磷光体215设置在第一LED 210和第二LED 220之间，以及第一LED 210和第三LED 230之间。第二磷光体225设置在第一磷光体215和第二LED 220之间。第三磷光体235设置在第一磷光体215和第一LED 210之间。
第一磷光体215覆盖引线框架260 LED封装的整个表面，以形成发光表面240，由于第一磷光体215的散射性质，发光表面240产生光的均匀外观，如上文关于图1A和图1B所述。
类似于图1B中的第二LED 120和第二磷光体，第三LED 230被配置成发射光（第五光），第五光由第三磷光体235吸收或大部分被吸收并且被下转换为第六光，第六光的波长比第五光更长。第六光离开第三磷光体235，并且进入并穿过第一磷光体215。除了从第一LED 210和第一磷光体215以及第二LED 220和第二磷光体225发射和下转换的光、以及任何未转换的光之外，由照明器件200通过发光表面240发射的光包括第六光，如以上关于图1B所述。
可以选择第一LED 210、第二LED 220、第三LED 230、第一磷光体215、第二磷光体225和第三磷光体235，以产生具有可调CCT的白光。例如，参考美国专利申请序列号16/431094，标题为“用于具有优异颜色控制的高发光效率照明的LED和磷光体组合”（‘‘LEDand Phosphor Combinations for High Luminous Efficacy Lighting with SuperiorColor Control’’），其详细描述了利用去饱和RGB原色的白光调节（通过引用并入本文）。第一LED 210、第二LED 220和第三LED 230可以是被配置成发射峰值波长在400-460 nm范围内的紫光或蓝光的LED管芯。磷光体混合物可以具有不同组分的绿色和/或红色磷光体。特别地，例如，第二磷光体225可以包括红色磷光体材料，并且第三磷光体235可以包括绿色磷光体材料。第一磷光体115还可以包括绿色磷光体材料，但是浓度足够低，使得由LED 210发射的未转换的第一光和由第一磷光体215转换的第二光的组合基本上是蓝色的，即，具有在400-460 nm范围内的峰值波长（例如，如下面描述的图3所示）。由每个LED管芯210、220和230发射的光至少部分地被相应的磷光体215、225、235下转换成更长的波长；因此，形成了三原色光谱。例如，这种白光照明器件200的三原色光谱可以基本上具有蓝色、红色和绿色色点，以及在美国专利申请序列号16/431094中更详细描述的其他光谱特性。图3示出了蓝色301、红色302和绿色303的示例原色光谱。红色和绿色原色——通过第二磷光体225从第二LED 220发射的以及通过第三磷光体235从第三LED 230发射的那些原色——几乎被完全转换。因此，使来自那些原色的光穿过蓝色原色的第一磷光体215对红色和绿色原色色点的影响非常小，并且导致大部分被散射。在本公开的实施例中，通过使第一磷光体215覆盖LED封装260的整个发光表面240来利用该性质，以产生均匀的光源外观。
如上所述，穿过（形成发光表面240的）第一磷光体115的来自第一LED 210的光比来自第二和第三LED 220、230的光被转换得更少，第二和第三LED 220、230在第一磷光体215下方、并且分别在第二磷光体225和第三磷光体235下方。优选地，由第二LED 220和第三LED 230发射的、并且已经分别穿过第二磷光体225和第三磷光体235以及第一磷光体215以通过发光表面240离开照明器件200的光的原色光谱具有包含（用于第一、第二和第三LED210、220和230的）LED管芯的400-460 nm波长范围内的总辐射功率的小于3%的光谱功率分布，并且由第一LED 210发射的、且已经穿过第一磷光体215以通过发光表面240离开照明器件200的光的原色光谱具有在该波长范围（400-460 nm）中的总辐射功率的超过25%的光谱功率分布。
照明器件200可以通过形成分散在硅树脂载体中的磷光体材料的三种混合物以形成硅树脂浆料来形成，第一、第二和第三磷光体215、225和235中的每一个分别对应一种混合物。分别为红色和绿色磷光体硅树脂浆料的第二磷光体225混合物和第三磷光体235混合物沉积在相应的LED管芯220、230的顶部上，并且由于硅浆料的表面张力和粘度而包含在相应的LED管芯220、230之上和周围。在沉积在相应的LED管芯220、230上之后，红色磷光体和绿色磷光体硅树脂浆料可以部分或完全固化，以保持沉积的磷光体硅树脂浆料的形状，并且还有助于将磷光体硅树脂浆料包含在相应的LED之上。然后，分散在硅浆料中的第一磷光体材料的混合物沉积在第一LED 210、以及第二和第三磷光体225和235之上，并填充引线框架260 LED封装的腔263。
图4A和图4B分别图示了照明器件400的截面视图和平面视图，该照明器件400利用了包含单独磷光体的替代方法。在照明器件400中，引线封装460的安装表面450被成形为包括引线框架460 LED封装的主腔463内的内壁（或坝）470、471。第一LED 410设置在两个内壁470、471之间的引线封装460的安装表面450上。第二LED 420设置在引线框架460的内壁471和侧壁451之间的安装表面450上。第三LED 430设置在引线框架460的内壁470和侧壁451之间的安装表面450上。用于形成第二磷光体425的第二磷光体材料和硅树脂浆料的混合物沉积在第二LED 420之上以及内壁471和侧壁451之间，使得混合物被内壁471和侧壁451包含。类似地，用于形成第三磷光体435的第三磷光体材料和载体（诸如硅树脂浆料）的混合物沉积在第三LED 430之上以及内壁470和侧壁451之间，使得混合物包含在内壁470和侧壁451之间。然后，用于形成第一磷光体415的第一磷光体材料和载体（诸如硅浆料）的混合物沉积在第一LED 410之上，以填充侧壁451之间的腔463，从而覆盖第二磷光体425和第三磷光体435、并形成发光表面440。
图4B图示了照明器件400的平面视图。引线框架460是矩形的。内壁470、471将腔463分成三个矩形井481、482和483，它们分别包含第一LED 410、第二LED 420和第三LED430。第二磷光体425设置在第二井482内，并且第三磷光体435包含在第三井483内。第一磷光体415填充第一井481和腔的剩余部分，从而在发光表面边缘441内形成发光表面440。
根据本公开的照明器件可以具有各种不同的几何形状。图5图示了具有圆形几何形状的照明器件500。在照明器件500中，有三个内壁570、571和572。三个内壁570、571和572将引线框架560中的圆形腔563分成三个井581、582和583，这三个井581、582和583分别包含第一LED 510、第二LED 520和第三LED 530。三个井581、582和583在图5中示出为具有大致相等的体积，然而，可以使用任何合适的体积关系。引线框架560的两个内壁570和572以及侧壁551包含第三磷光体235。引线框架560的两个内壁572和571以及侧壁551包含第二磷光体225。
除了提供均匀的光源之外，本文公开的照明器件的另一个优点是，其允许所有原色被包含在单个LED封装内，与使用多个LED封装相比，这减小了器件的尺寸，并且还简化了器件的使用。例如，三原色常规白光源将需要三个单独的LED封装，每一个用于红色、绿色和蓝色，它们各自可以是3.5mm×2.8mm。在本文公开的照明器件中，例如照明器件400（图4A和图4B）和500（图5），所有三种原色都包含在单个LED封装中，该单个LED封装可以是3.0mm×3.0mm，这明显更小。尺寸被进一步减小，因为不需要（当单独的LED封装用于每种颜色以产生均匀的光时所需要的）附加的光学器件。
尽管上文就红色、绿色和蓝色原色而言进行了描述，但在其他实施例中，可以采用具有不同颜色的原色和/或附加的原色。例如，可以包括第四LED，其具有也位于第四LED之上和第一磷光体材料之下的第四磷光体。可以使用任何数量的原色（> 1）。
除了上文公开的单个引线框架LED封装之外，可以利用本文公开的照明器件的其他实施方式。例如，第一LED、第二LED和第三LED中的每一个可以是一组LED，其可以在例如板上芯片配置中被利用。板上芯片配置可以包括安装到金属芯印刷电路板上的LED管芯的阵列（例如36个管芯、96个管芯、450个管芯及以上）。在这种使用三原色的板上芯片配置中，第二LED管芯组和第三LED管芯组分别被第二和第三磷光体覆盖，并且第一LED管芯组被第一磷光体覆盖，该第一磷光体还覆盖第二和第三磷光体以及第二和第三LED管芯组。
本公开为说明性的、并且不是限制性的。鉴于本公开，进一步的修改对于本领域技术人员来说将是清楚的，并且旨在落入所附权利要求的范围内。
Claims (20)
1.一种照明器件，包括：
第一LED，被配置为发射第一光；
第二LED，被配置为发射第三光；
第一磷光体，设置在所述第一LED和所述第二LED之上并与所述第一LED接触，所述第一磷光体被布置成吸收直接来自所述第一LED的第一光的一部分，并且作为响应发射波长比第一光更长的第二光；和
第二磷光体，设置在所述第二LED之上并与所述第二LED接触，所述第二磷光体被布置成吸收直接来自所述第二LED的第三光的一部分，并且作为响应发射波长比第三光更长的第四光，由所述第二磷光体吸收的所述第三光的一部分大于由所述第一磷光体吸收的所述第一光的一部分，
第四光离开所述第二磷光体直接进入所述第一磷光体，所述第一磷光体形成与第一LED和第二LED相对的发光表面并且覆盖第一LED、第二LED和所述第二磷光体，并且第二光、未被吸收的第一光和第四光都通过所述发光表面离开所述照明器件。
2.根据权利要求1所述的照明器件，其中从所述第一LED到所述发光表面的最短距离大于从所述第二LED到所述第二磷光体和所述第一磷光体之间的界面的最短距离。
3.根据权利要求1所述的照明器件，其中第四光穿过所述第一磷光体传播的平均距离大于第三光穿过所述第二磷光体传播的平均距离。
4.根据权利要求1所述的照明器件，其中第一光具有第一波长范围，第二光和未转换的第一光的第一光谱功率分布具有在所述第一波长范围内的总辐射功率的至少25%，并且第四光和未转换的第三光的第二光谱功率分布具有在所述第一波长范围内的总辐射功率的小于3%。
5. 根据权利要求1所述的照明器件，包括：
第三LED，被配置为发射第五光；和
第三磷光体，设置在所述第三LED之上，并且被布置成吸收第五光并发射第六光，其中第六光离开所述第三磷光体进入所述第一磷光体，并通过所述发光表面离开所述照明器件。
6. 根据权利要求5所述的照明器件，其中第一光、第三光和第五光各自为波长范围为400-460 nm的蓝光，所述第二磷光体为红色磷光体，并且所述第三磷光体为绿色磷光体。
7.根据权利要求5所述的照明器件，其中所述第一LED、所述第二LED和所述第三LED都安装在安装表面上的单个引线框架内，所述发光表面与所述安装表面相对设置。
8.根据权利要求1所述的照明器件，其中由所述第一LED和所述第二LED发射的、离开所述照明器件的基本上所有的光都穿过所述第一磷光体。
9.一种照明器件，包括：
引线框架，具有由侧壁包围的安装表面；
第一LED封装，安装在引线框架内的安装表面上；
第二LED封装，安装在引线框架内的安装表面上；
第二磷光体，设置在第二LED封装和邻近第二LED封装的安装表面的一部分之上并与第二LED封装和所述邻近第二LED封装的安装表面的一部分接触；和
第一磷光体，设置在第一LED封装、第二磷光体、和安装表面的剩余部分之上并与第一LED封装、第二磷光体、和所述安装表面的剩余部分接触，第一磷光体填充引线框架的侧壁内的体积以形成与安装表面相对的发光表面，发光表面覆盖与安装表面相对的侧壁内的整个区域并且覆盖第一LED封装、第二LED封装和第二磷光体。
10.根据权利要求9所述的照明器件，其中所述照明器件中的第一磷光体的总体积大于所述照明器件中的第二磷光体的总体积。
11.根据权利要求9所述的照明器件，其中从所述第一LED到所述发光表面的最短距离大于从所述第二LED到所述第二磷光体和所述第一磷光体之间的界面的最短距离。
12.根据权利要求9所述的照明器件，其中由所述第一LED封装发射的第一光从所述第一LED封装进入所述第一磷光体，并从所述发光表面离开所述第一磷光体，并且由所述第二LED封装发射的第三光从所述第二LED封装进入所述第二磷光体，离开所述第二磷光体进入所述第一磷光体，并通过所述发光表面离开所述第一磷光体。
13.根据权利要求9所述的照明器件，其中所述第一磷光体包括混入第一载体材料的第一磷光体材料，且所述第二磷光体包括混入第二载体材料的第二磷光体材料，且第二载体材料中的第二磷光体的浓度高于第一载体材料中的第一磷光体的浓度。
14.根据权利要求13所述的照明器件，其中所述第一载体材料和所述第二载体材料是硅树脂。
15.根据权利要求9所述的照明器件，其中由所述第二LED封装发射的第三光被所述第二磷光体转换成第四光，并且第三光穿过所述第二磷光体传播的平均距离小于第四光穿过所述第一磷光体传播的平均距离。
16.根据权利要求15所述的照明器件，其中所述安装表面包括围绕所述第二LED封装的屏障，并且所述第二磷光体被包含在所述屏障内。
17.根据权利要求9所述的照明器件，包括第三LED封装和第三磷光体，所述第三磷光体设置在所述第三LED封装之上、所述第一磷光体和所述第三LED封装之间、以及所述第三LED封装和所述第一LED封装之间，所述第一磷光体设置在所述第二磷光体和所述第三磷光体之间。
18. 根据权利要求17所述的照明器件，其中所述第一LED封装、第二LED封装和第三LED封装是被配置为发射波长在400-460 nm范围内的蓝光的半导体二极管结构，所述第二磷光体被配置为吸收蓝光并发射绿光，并且所述第三磷光体被配置为吸收蓝光并发射红光。
19.根据权利要求17所述的照明器件，其中所述第三LED封装安装在所述安装表面上的所述引线框架内，所述第一磷光体包括与所述安装表面相对的发光表面。
20.根据权利要求9所述的照明器件，其中所述第一LED封装包括第一多个半导体二极管结构，并且所述第二LED封装包括第二多个半导体二极管结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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