CN114762456A - 具有优选显色性的可调照明系统 - Google Patents

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Abstract

描述了具有带有第一磷光体的第一LED、带有第二磷光体的第二LED、和带有第三磷光体的第三LED以发射复合白光的发光器件。第一LED和第一磷光体发射复合白光的红色光谱分量，第二LED和第二磷光体发射复合白光的蓝色光谱分量，并且第三LED和第三磷光体发射复合白光的绿色光谱分量。绿色光谱分量在深红色光谱波长区域中具有至少30%的辐射通量。

Description

具有优选显色性的可调照明系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年12月20日提交的美国专利申请16/723265和2020年2月3日提交的欧洲专利申请20155176.9的优先权的权益，这两个专利申请中的每一个以其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例总体上涉及发光二极管（LED）器件及其制造方法。特别地，本公开的实施例针对具有高颜色保真度的发光二极管（LED）器件。
背景技术
发光二极管（LED）是一种半导体光源，当电流流过它时，它发射可见光。LED将P型半导体与N型半导体组合，以形成一种发射光的器件。LED通常使用III-V族化合物半导体，与使用其他半导体的器件相比，III-V族化合物半导体在更高的温度下提供稳定的操作。III-V族半导体化合物通常形成在由蓝宝石氧化铝（Al2O3）或碳化硅（SiC）形成的衬底上。
LED可以与“磷光体”组合以产生具有增加的较长波长分量的光。如本文所用，磷光体是指转换或修改LED的光谱功率分布的材料。例如，表现出蓝色光谱范围的LED可以使用磷光体进行转换，以将较短波长的蓝光转换成较长波长（例如，绿色或红色波长），从而改变整体观察到的颜色。磷光体吸收来自LED的一些光，其导致电子被提升到不稳定的能级。当激发态电子弛豫到基态时，能量以光的形式发射。所发射的光具有比由磷光体最初吸收的光更低的能量（更长的波长）。磷光体也可以被称为波长修改部件（component）或组合物。
由磷光体吸收和发射的光量尤其取决于磷光体材料的组分和/或磷光体材料的浓度。该器件可以被构造成使得由LED发射的所有光都被磷光体材料吸收。因此，该器件可以被配置成发射窄范围波长内的光。替代地，器件可以被配置为吸收少于来自LED的所有光，使得所发射的光是来自LED和来自磷光体的波长的混合。通过改变浓度和/或磷光体材料种类，可以调节光的颜色。
用去饱和的红色、绿色和蓝色磷光体转换LED进行颜色调节是一种在宽的相关色温（CCT）范围内实现白光的高效率和通量、同时还提供高颜色保真度的有效方法。
在许多照明应用中，期望的显色性能通常是给出最高主观偏好的性能，而不是给出最高颜色保真度的性能。许多研究已经示出，一旦一般颜色保真度已经超过某个阈值，偏好与红色饱和度的关联就多于与一般颜色保真度的关联。存在具有用于改善高保真度颜色的已调节颜色简况（profile）的发光器件的需要。
发明内容
本文的器件是具有优选显色性的发光二极管（LED）器件。本公开的一个或多个实施例针对发光二极管（LED）器件。发光器件包括被配置成发射复合白光的红色光谱分量的第一LED和第一磷光体。第二LED和第二磷光体被配置成发射复合白光的蓝色光谱分量。第三LED和第三磷光体被配置成发射复合白光的绿色光谱分量。
绿色光谱分量可以在630 nm至780 nm的波长范围内具有总辐射通量的至少30%。在一些实施例中，绿色光谱分量在630 nm至780 nm的波长范围内具有总辐射通量的至少30%。
第三磷光体可以被配置成提供具有按照TM-30-18大于或等于-5%的RCS,h1的绿色光谱分量。在一些实施例中，第三磷光体被配置成提供具有按照TM-30-18大于或等于-5%的RCS,h1的绿色光谱分量。
红色光谱分量、蓝色光谱分量和绿色光谱分量可以具有小于0.95的激发纯度。在一些实施例中，红色光谱分量、蓝色光谱分量和绿色光谱分量中的每一个都具有小于0.95的激发纯度。红色光谱分量可以具有0.8至0.94范围内的激发纯度。绿色光谱分量可以具有0.8至0.94范围内的激发纯度。蓝色光谱分量可以具有0.4至0.5范围内的激发纯度。在一些实施例中，红色光谱分量和绿色光谱分量各自具有在0.8至0.94范围内的激发纯度，并且蓝色光谱分量具有在0.4至0.5范围内的激发纯度。
复合白光可以具有Ra大于或等于90且R9大于或等于50的显色指数（CRI）。复合白光可以在2700 K至6500 K的目标相关色温（CCT）范围内具有大于或等于100的TM-30-18色域指数（Rg）。复合白光可以在目标CCT范围内具有在0%至15%范围内的TM-30-18色相域1的色度偏移（TM-30-18 chroma shift for hue bin 1）（RCS,h1）。在一些实施例中，复合白光具有Ra大于或等于90且R9大于或等于50的显色指数（CRI）。在一些实施例中，复合白光在2700K至6500 K的目标相关色温（CCT）范围内具有大于或等于100的TM-30-18色域指数（Rg）。在一些实施例中，复合白光在目标CCT范围内具有在0%至15%范围内的TM-30-18色相域1的色度偏移（RCS,h1）。
第一LED、第二LED或第三LED中的一个或多个可以被配置成发射皇家蓝光。在一些实施例中，第一LED、第二LED和第三LED中的每一个都被配置成发射皇家蓝光。
红色光谱分量可以在380 nm至780 nm的波长范围内大于600 nm的波长处具有最大强度。蓝色光谱分量可以在380 nm至780 nm的波长范围内小于500 nm的波长处具有最大强度。在一些实施例中，红色光谱分量包括在380 nm至780 nm的波长范围内大于600 nm的波长处具有最大强度的光，并且蓝色光谱分量包括在380 nm至780 nm的波长范围内小于500 nm的波长处具有最大强度的光。
可以存在多个RGB LED组。每个RGB LED组可以具有第一LED、第一磷光体、第二LED、第二磷光体、第三LED和第三磷光体。在一些实施例中，存在多个RGB LED组，每个RGBLED组包括第一LED、第一磷光体、第二LED、第二磷光体、第三LED和第三磷光体。
第一LED和第一磷光体可以包含在第一LED封装内。第二LED和第二磷光体可以包含在第二LED封装内。第三LED和第三磷光体可以包含在第三LED封装内。第一LED封装可以串联连接。第二LED封装可以串联连接。第三LED封装可以串联连接。串联连接的第一LED封装、串联连接的第二LED封装和串联连接的第三LED封装可以共享公共阴极。在一些实施例中，第一LED和第一磷光体中的每一个包含在第一LED封装内，第二LED和第二磷光体中的每一个包含在第二LED封装内，并且第三LED和第三磷光体中的每一个包含在第三LED封装内。在一些实施例中，第一LED封装中的每一个串联连接，第二LED封装中的每一个串联连接，并且第三LED封装中的每一个串联连接。在一些实施例中，串联连接的第一LED封装、串联连接的第二LED封装和串联连接的第三LED封装共享公共阴极。
本公开的附加实施例涉及包括第一LED和第一磷光体、第二LED和第二磷光体、以及第三LED和第三磷光体的发光器件。第一LED和第一磷光体可以被配置成发射复合白光的不饱和红色光谱分量。第二LED和第二磷光体可以被配置成发射复合白光的不饱和蓝色光谱分量。第三LED和第三磷光体可以被配置成发射复合白光的不饱和绿色光谱分量。第三磷光体可以包括绿色磷光体，该绿色磷光体被配置为将深红色光谱波长添加到从第三LED发射的光。绿色光谱分量可以在630 nm至780 nm的波长范围内具有总辐射通量的至少30%。复合白光可以具有Ra大于或等于90的显色指数（CRI）。复合白光可以在目标CCT范围内具有在0%至15%范围内的TM-30-18色相域1的色度偏移（RCS,h1）。
本公开的一些实施例涉及包括第一LED和第一磷光体、第二LED和第二磷光体、以及第三LED和第三磷光体的发光器件。第一LED和第一磷光体被配置成发射复合白光的不饱和红色光谱分量。第二LED和第二磷光体被配置成发射复合白光的不饱和蓝色光谱分量。第三LED和第三磷光体被配置成发射复合白光的不饱和绿色光谱分量。第三磷光体包括绿色磷光体，该绿色磷光体被配置为将深红色光谱波长添加到从第三LED发射的光。绿色光谱分量在630 nm至780 nm的波长范围内具有总辐射通量的至少30%。复合白光具有Ra大于或等于90的显色指数（CRI），并且在目标CCT范围内具有在0%至15%范围内的TM-30-18色相域1的色度偏移（RCS,h1）。
本公开的另外的实施例针对发光器件。发光器件可以包括被配置成发射复合白光的红色光谱分量的多个第一LED和第一磷光体。每个第一LED可以串联连接。发光器件可以包括被配置成发射复合白光的蓝色光谱分量的多个第二LED和第二磷光体。每个第二LED可以串联连接。发光器件可以包括被配置成发射复合白光的绿色光谱分量的多个第三LED和第三磷光体。绿色光谱分量可以具有存在于630 nm至780 nm波长范围内的至少30%的辐射通量。每个第三LED可以串联连接。该发光器件可以包括控制器，该控制器被配置为独立地控制多个第一LED、多个第二LED和/或多个第三LED的输入功率。
一些实施例涉及包括多个第一LED和第一磷光体、多个第二LED和第二磷光体、多个第三LED和第三磷光体、以及控制器的发光器件。多个第一LED和第一磷光体被配置成发射复合白光的红色光谱分量，每个第一LED串联连接。多个第二LED和第二磷光体被配置成发射复合白光的蓝色光谱分量，每个第二LED串联连接。多个第三LED和第三磷光体被配置成发射复合白光的绿色光谱分量。绿色光谱分量包括存在于630 nm至780 nm波长范围内的至少30%的辐射通量，每个第三LED串联连接。控制器被配置为独立地控制多个第一LED、多个第二LED和多个第三LED的输入功率。
附图说明
为了可以详细理解本公开的上述特征，可以参考实施例对上面简要概述的本公开进行更特定的描述，其中的一些实施例在所附附图中示出。然而，要注意的是，所附附图仅图示了本公开的典型实施例，并因此不应被认为是限制其范围，因为本公开可以允许其他等效的实施例。
图1图示了根据本公开的一个或多个实施例的示例性发光器件；
图2A示出了根据本公开的一个或多个实施例的包括基线绿色原色的红色原色、绿色原色和蓝色原色的光谱；
图2B示出了根据本公开的一个或多个实施例的具有基线绿色原色和样本绿色原色的图2A的放大视图；
图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的作为基线和样本的相关色温（CCT）的函数的复合白光的归一化通量的图表；
图4示出了根据本公开的一个或多个实施例的作为基线和样本的CCT的函数的TM-30-18色域指数（Rg）的图表；
图5示出了根据本公开的一个或多个实施例的作为基线和样本的CCT的函数的TM-30-18色相域1的色度偏移（RCS,h1）的图表；以及
图6图示了根据本公开的一个或多个实施例的示例性发光器件。
具体实施方式
在描述本公开的几个示例性实施例之前，应理解，本公开不限于以下描述中阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开能够有其他实施例，并且能够以各种方式实践或执行。
本公开的一些实施例有利地修改了高颜色保真度系统的绿色原色，而不改变红色原色和蓝色原色。在一个或多个实施例中，通过窄红色磷光体（诸如SLA（SrLiAl3N4:Eu2+））添加深红色光谱内容来改变绿色原色，同时保持基本上绿色的色点。在一些实施例中，深红色光谱内容被添加到绿色、以及添加到红色原色或蓝色原色中的一个或多个。
在本公开的一个或多个实施例中，通过窄红色下转换器添加深红色光谱内容来改变绿色原色光谱。在一些实施例中，绿色原色遍及CCT调节范围而具有高利用率，并因此对任何CCT处的复合白色光谱有显著贡献。窄红色下转换器可以是磷光体（诸如SLA）、氟化钾硅（KSiF）化合物、或量子点下转换器。在一些实施例中，绿色原色的深红色光谱内容的特征在于具有存在于630 nm至780 nm的波长范围内的至少30%的辐射通量。在一些实施例中，基于TM-30-18，绿色原色的深红色光谱内容的特征在于具有大于-5%的RCS,h1。
在一些实施例中，窄红色下转换器包括量子点。量子点包括可以被配置成发射特定波长的光的颗粒，该特定波长的光可以通过改变颗粒的各种属性（例如组分、形状和尺寸）来调节。在一些实施例中，量子点以630 nm至660 nm范围内的峰值波长发射。
因此，参考图1，本公开的一个或多个实施例针对发光器件100。器件100包括第一LED 110和第一磷光体115、第二LED 120和第二磷光体125、以及第三LED 130和第三磷光体135。图1中所示的实施例示出了单个第一LED 110、单个第一磷光体115、单个第二LED 120、单个第二磷光体125、单个第三LED 130和单个第三磷光体135。在一些实施例中，存在多于一个的第一LED 110、第一磷光体115、第二LED 120、第二磷光体125、第三LED 130和第三磷光体135。在一些实施例中，每个第一LED串联电连接。在一些实施例中，每个第二LED120串联电连接。在一些实施例中，每个第三LED 130串联电连接。在图1中所示的实施例中，第一LED 110在左边，第二LED 120在右边，并且第三LED 130在中间。LED的这种布置仅代表一种可能的配置，并且不应被视为限制本公开的范围。
第一LED 110辐射具有初始光谱分量的光。初始光谱分量进入和/或穿过第一磷光体115。在一些实施例中，初始光谱分量的一部分穿过第一磷光体115。在一些实施例中，基本上所有的初始光谱分量都被第一磷光体115吸收。如以这种方式使用的“基本上所有”意味着初始光谱分量的大于或等于约95%、98%、99%或99.5%被相应的磷光体吸收。
第一磷光体115包括可以吸收来自初始光谱分量的光并发射具有修改的光谱成分的光的组合物。如以这种方式使用的“修改的光谱成分”意味着从所陈述的LED发射的可见光谱中的至少一些波长的光的相对强度降低，并且从所陈述的LED发射的可见光谱中的至少一些波长的光的相对强度增加。第一磷光体115被配置为发射复合白光190的红色光谱分量150。
第二LED 120辐射具有初始光谱分量的光。初始光谱分量进入和/或穿过第二磷光体125。在一些实施例中，来自第二LED 120的初始光谱分量与来自第一LED 110的初始光谱分量基本上相同。如以这种方式使用的“基本上相同”意味着对象（subject）分量的光谱具有峰值波长和半峰全宽（FWHM），这两者分别在相关分量的光谱的峰值波长和峰值FWHM的5nm内。在一些实施例中，来自第二LED 120的初始光谱分量不同于来自第一LED 110的初始光谱分量。在一些实施例中，来自第二LED 120的初始光谱分量的一部分穿过第二磷光体125。
第二磷光体125包括可以吸收来自初始光谱分量的光并发射具有修改的光谱成分的光的组合物。在一些实施例中，第二磷光体125被配置为发射复合白光190的蓝色光谱分量160。
第三LED 130辐射具有初始光谱分量的光。在一些实施例中，来自第三LED 130的初始光谱分量与来自第一LED 110或第二LED 120中的一个或多个的初始光谱分量基本上相同。初始光谱分量进入和/或穿过第三磷光体135。在一些实施例中，初始光谱分量的一部分穿过第三磷光体135。在一些实施例中，基本上所有的初始光谱分量被第三磷光体135吸收。
第三磷光体135包括可以吸收来自初始光谱分量的光并发射具有修改的光谱成分的光的组合物。在一些实施例中，第三磷光体135被配置为发射复合白光190的绿色光谱分量170。在一些实施例中，第三LED 130和第三磷光体135被配置成发射复合白光190的绿色光谱分量170。
在一些实施例中，绿色磷光体被配置为提供在630 nm到780 nm的波长范围内具有总辐射通量的至少30%的绿色光谱分量170。在一些实施例中，绿色光谱分量160在630 nm至780 nm的波长范围内具有至少25%、27.5%、30%、32.5%、35%、37.5%、40%、42.5%、45%、47.5%或50%的总辐射通量。在一些实施例中，绿色光谱分量160在630 nm至780 nm的波长范围内具有25%至60%范围内、或27.5%至57.5%范围内、或30%至55%范围内、或32.5%至50%范围内、或35%至47.5%范围内、或37.5%至45%范围内的总辐射通量。
在一些实施例中，第三磷光体135（也称为绿色磷光体）被配置为提供绿色光谱分量170，该绿色光谱分量170在色相角域1（RCS,h1）中具有大于或等于-5%的局部色度偏移，如由TM-30-18测量。在一些实施例中，绿色磷光体被配置为提供绿色光谱分量170，该绿色光谱分量170的RCS,h1值按照TM-30-18大于或等于-10%、-7.5%、-5%、-4%、-3%、-2%、-1%、0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%。在一些实施例中，绿色磷光体被配置为提供绿色光谱分量170，该绿色光谱分量170的RCS,h1值按照TM-30-18在-10%到20%的范围内、或在-5%到17.5%的范围内、或在0%到15%的范围内、或在0%到10%的范围内。
绿色磷光体的合适示例包括但不限于：具有通式(Lu1-x-y-a-bYxGdy)3(Al1-zGaz)5O12:CeaPrb的铝石榴石磷光体，其中0<x<1、0<y<1、0<z≤0.1、0<a≤0.2和0<b≤0.2，诸如Lu3Al5O12:Ce3+和Y3Al5O12:Ce3+；Lu3-x-yMyAl5-zAzO12:Cex，其中M=Y、Gd、Tb、Pr、Sm、Dy，A=Ga、Sc，并且0<x≤0.2；Ca3-x-yMySc2-zAzSi3O12:Cex，其中M=Y、Lu，A=Mg、Ga，以及0<x≤0.2；Ba2-x- yMySiO4:Eux，其中M=Sr、Ca、Mg，以及0<x≤0.2；Ba2-x-y-zMyKzSi1-zPzO4:Eux，其中M=Sr、Ca、Mb，以及0<x≤0.2；Sr1-x-yMyAl2-zSizO4-zNz:Eux，其中M=Ba、Ca、Mg，以及0<x≤0.2；M1-xSi2O2N2:Eux，其中M=Sr、Ba、Ca、Mg，以及0<x≤0.2；M3-xSi6O9N4:Eux，其中M=Sr、Ba、Ca、Mg，以及0<x≤0.2；M3-xSi6O12N2:Eux，其中M=Sr、Ba、Ca、Mg，以及0<x≤0.2；Sr1-x-yMyGa2-zAlzS4:Eux，其中M=Ba、Ca、Mg，以及0<x≤0.2；Ca1-x-y-zMzS:CexAy，其中M=Ba、Sr、Mg，A=K、Na、Li，以及0<x≤0.2；Sr1-x-zMzAl1+ySi4.2-yN7-yO0.4+y:Eux，其中M=Ba、Ca、Mg，以及0<x≤0.2；Ca1-x-y-zMySc2O4:CexAz，其中M=Ba、Sr、Mg，A=K、Na、Li，以及0<x≤0.2；Mx-zSi6-y-2xAly+2xOyN8-y:Euz，其中M=Ca、Sr、Mg，以及0<x≤0.2；和Ca8-x-yMyMgSiO4Cl2:Eux，其中M=Sr、Ba，以及0<x≤0.2。
红色磷光体的合适示例包括但不限于：(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+，其中0≤a<5、0<x≤1、0≤y≤1、0<z≤1，诸如Sr2Si5N8:Eu2+；Ca1-x-zMzS:Eux，其中M=Ba、Sr、Mg、Mn，以及0<x≤0.2；Ca1-x-yMySi1-zAl1+zN3-zOz:Eux，其中M=Sr、Mg、Ce，Mn，以及0<x≤0.2；Mg4Ge1- xO5F:Mnx，其中0<x≤0.2；M2-xSi5-yAlyN8-yOy:Eux，其中M=Ba、Sr、Ca、Mg、Mn，以及0<x≤0.2；Sr1-x-yMySi4-zAl1+zN7-zOz:Eux，其中M=Ba、Ca、Mg、Mn，以及0<x≤0.2；和Ca1-x-yMySiN2:Eux，其中M=Ba、Sr、Mg、Mn，以及0<x≤0.2。
发射青色、黄色和/或红色的磷光体的合适示例还包括但不限于：(Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:Eua 2+（a=0.002-0.2，b=0.0-0.25，c=0.0-0.25，x=1.5-2.5，y=1.5-2.5，z=1.5-2.5），包括例如SrSi2N2O2:Eu2+；(Sr1-u-v-xMguCavBax)(Ga2-y-zAlyInzS4):Eu2+，包括例如SrGa2S4:Eu2+；Sr1-xBaxSiO4:Eu2+；和(Ca1-xSrx)S:Eu2+，其中0<x<1，包括例如CaS:Eu2+和SrS:Eu2+。
在某些实施例中，绿色光谱分量在630 nm至780 nm的波长范围内具有总辐射通量的至少30%，并且具有按照TM-30-18在0%至15%的范围内的RCS,h1值。
在一些实施例中，第一LED 110、第二LED 120和第三LED 130中的每一个都被配置成发射皇家蓝光。如以此方式所使用的，术语“皇家蓝光”是指峰值波长在440 nm和460 nm之间的光。
在一些实施例中，红色光谱分量包括在380 nm至780 nm的波长范围中在大于600nm的波长处具有最大强度的光。在一些实施例中，蓝色光谱分量包括在380 nm至780 nm的波长范围中在小于500 nm的波长处具有最大强度的光。在某些实施例中，在该380 nm至780nm的范围内，红色光谱分量包括在大于600 nm的波长处具有最大强度的光，并且蓝色光谱分量包括具有小于500 nm的最大波长的光。
在一些实施例中，对于红色光谱分量、蓝色光谱分量和绿色光谱分量，复合白光190具有小于0.95的激发纯度。激发纯度是从光源的白点到色度图上具有相同色相的最远点之间差异的量度。使用CIE 1931颜色空间，激发纯度可以通过等式I计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中（xn，yn）是白点的色度；并且（xI，yI）是周界上的点，其到白点的线段包含刺激的色度。
在一些实施例中，红色光谱分量的激发纯度在0.7至0.98的范围内，或在0.75至0.96的范围内，或在0.8至0.94的范围内。在一些实施例中，绿色光谱分量的激发纯度在0.7至0.98的范围内，或者在0.75至0.96的范围内，或者在0.8至0.94的范围内。在一些实施例中，蓝色光谱分量的激发纯度在0.3至0.6的范围内，或者在0.35至0.55的范围内，或者在0.4至0.5的范围内。在一些实施例中，红色光谱分量的激发纯度在0.8至0.94的范围内，绿色光谱分量的激发纯度在0.8至0.94的范围内，并且蓝色光谱分量的激发纯度在0.4至0.5的范围内。
根据本公开的一个或多个实施例的复合白光具有Ra大于或等于90以及R9大于或等于50的显色指数（CRI）。在一些实施例中，复合白光具有Ra大于或等于80、85、90或95的CRI。在一些实施例中，复合白光具有R9大于或等于0、20、50或80的CRI。在一些实施例中，复合白光具有Ra在80至100的范围内以及R9在0至100的范围内的CRI。
在一个或多个实施例中，复合白光在2700 K至6500 K的目标相关色温（CCT）范围内具有大于或等于100的TM-30-18色域指数（Rg）。在一个或多个实施例中，复合白光在2700K至5000 K的目标相关色温（CCT）范围内具有大于或等于100的TM-30-18色域指数（Rg）。在一些实施例中，复合白光在2700 K至6500 K的目标CCT上具有95至120范围内或100至115范围内的色域指数。
本公开的某些实施例涉及LED器件，其中复合白光具有：激发纯度在0.8至0.9范围内的红色光谱分量，激发纯度在0.8至0.9范围内的绿色光谱分量，激发纯度在0.4至0.5范围内的蓝色光谱分量，Ra大于或等于90且R9大于或等于50的显色指数（CRI），以及在2700 K至6500 K的目标相关色温（CCT）范围内大于或等于100的TM-30-18色域指数（Rg）。
图2A示出了根据本公开的一个或多个实施例的示例性复合白光190，其被分解成红色光谱分量150、蓝色光谱分量160和绿色光谱分量170的对应初级光谱。没有深红色光谱内容的基线绿色光谱分量172被包括。图2B示出了根据本公开的一个或多个实施例的绿色光谱分量170和没有深红色光谱内容的基线绿色光谱分量172的放大视图。
图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的作为基线和样本的相关色温（CCT）的函数的复合白色光谱的归一化通量。如图2A和2B中所示，基线具有相同的红色光谱分量150、蓝色光谱分量160和基线绿色光谱分量172。所示的示例实施例具有图2A和2B中所示的红色光谱分量150、蓝色光谱分量160和绿色光谱分量170。与基线相比，样本在目标CCT范围内的通量低了~11%。在不受任何特定操作理论的约束的情况下，这被认为是由于用于实现红色过饱和的深红色光谱内容固有的较低功效。与基线相似，样本实施例的显色指数（CRI）具有Ra>90和R9>50。
图4和图5示出了根据本公开的一个或多个实施例的基线和样本两者的TM-30-18色域指数（Rg）和TM-30-18色相域1的色度偏移（RCS,h1）。如可以从这些图中看出，对于目标2700-6500K调节范围（以及超出该范围），根据本发明实施例的样本具有Rg>100和0%<RCS,h1<15%。基线样本不在这些对象的优选范围内。
参考图1和图6，本公开的一些实施例针对包括多个RGB LED组105的发光器件。图6中所示的实施例具有三个RGB LED组105。每个RGB LED组105包括第一LED 110、第一磷光体115、第二LED 120、第二磷光体125、第三LED 130和第三磷光体135。第一LED 110和第一磷光体115中的每一个都包含在第一LED封装117内。第二LED 120和第二磷光体125中的每一个都包含在第二LED封装127内。第三LED 130和第三磷光体135中的每一个都包含在第三LED封装137内。
在一些实施例中，第一LED封装117中的每一个串联连接，如图6中所示。在一些实施例中，第二LED封装127中的每一个串联连接，如图6中所示。在一些实施例中，第三LED封装137中的每一个串联连接，如图6中所示。在一些实施例中，第一LED封装117中的至少一些相对于其他第一LED封装117并联连接。在一些实施例中，第二LED封装127中的至少一些相对于其他第二LED封装127并联连接。在一些实施例中，第三LED封装137中的至少一些相对于其他第三LED封装137并联连接。
在一些实施例中，第一LED封装117串联连接到控制器195，控制器195作为第一LED封装的可控阳极192a操作。在一些实施例中，第二LED封装127串联连接到控制器195，控制器195作为第二LED封装的可控阳极192b操作。在一些实施例中，第三LED封装137串联连接到控制器195，控制器195作为第三LED封装的可控阳极192c操作。控制器195是技术人员已知的任何合适的一个或多个控制电路。在一些实施例中，串联连接的第一LED封装117、串联连接的第二LED封装127、和串联连接的第三LED封装137共享公共阴极194。
在描述本文所讨论的材料和方法的上下文中（尤其是在以下权利要求的上下文中），术语“一”和“一个”和“该”以及类似指称的使用应被解释为涵盖单数和复数两者，除非本文中以其他方式指示或者与上下文明显矛盾。除非本文中以其他方式指示，否则本文中值的范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独数值都被结合到本说明书中，如同其在本文中被单独叙述一样。除非本文中以其他方式指示或与上下文以其他方式明显矛盾，否则本文描述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。本文提供的任何和所有示例或示例性语言（例如，“诸如”）的使用仅旨在更好地阐明材料和方法，并且除非以其他方式要求保护，否则不对范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应该被解释为指示任何未要求保护的元件对于实践所公开的材料和方法是必不可少的。
遍及本说明书，提及术语第一、第二、第三等可以在本文中用来描述各种元件，并且这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语可以用于区分一个元件与另一个元件。
遍及本说明书，提及层、区域或衬底在另一个元件“上”或延伸到另一个元件“上”，意味着它可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在中间元件。当一个元件被称为“直接在”另一个元件上或“直接延伸到”另一个元件上时，可能没有中间元件的存在。此外，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件和/或经由一个或多个中间元件连接或耦合到另一个元件。当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，在该元件和另一个元件之间没有中间元件的存在。将理解，除了各图中描绘的任何取向之外，这些术语旨在涵盖元件的不同取向。
诸如“下方”、“上方”、“上边”、“下边”、“水平”或“垂直”的相对术语在本文中可以用于描述一个元件、层或区域相对于如各图中所图示的另一个元件、层或区域的关系。将理解，除了各图中描绘的取向之外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。
遍及本说明书，提及“一个实施例”、“某些实施例”、“一个或多个实施例”或“一实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，诸如“在一个或多个实施例中”、“在某些实施例中”、“在一个实施例中”或“在一实施例中”之类的短语在遍及本说明书各处的出现不一定指本公开的同一实施例。在一个或多个实施例中，特定的特征、结构、材料或特性以任何合适的方式组合。
尽管已经参考特定实施例描述了本公开，但是应理解，这些实施例仅仅是本公开的原理和应用的说明。对于本领域技术人员来说，将清楚的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开的方法和设备进行各种修改和变化。因此，意图是本公开包括在所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变化。

Claims (23)

1.一种发光器件，包括：
第一光源，被配置为从第一发光表面发射第一光，所述第一光具有第一光谱，所述第一光谱在380至780 nm的波长范围内大于600 nm的波长处具有最大强度；
第二光源，被配置为从第二发光表面发射第二光，所述第二光具有第二光谱，所述第二光谱在380至780 nm的波长范围中在小于500 nm的波长处具有最大强度；和
第三光源，被配置为从第三发光表面发射第三光，所述第三光具有第三光谱，所述第三光谱在380至780 nm的波长范围内具有在500 nm和580 nm之间的第一峰值波长和大于630nm的第二峰值波长，
第一光源邻近第二光源和第三光源之一布置，第二光源邻近第一光源和第三光源之一布置，第一发光表面、第二发光表面和第三发光表面面向相似的方向，以允许第一光、第二光和第三光组合形成复合白光。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中第三发射光谱的总辐射通量的至少30%在630nm至780 nm的波长范围内。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中第三发射光谱的总辐射通量的至少25%至60%在630 nm至780 nm的波长范围内。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第三光具有按照TM-30-18大于或等于-5%的RCS,h1。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第三光具有按照TM-30-18在0%至15%范围内的RCS,h1值。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中第一光、第二光和第三光中的每一个具有小于0.95的激发纯度。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一光具有0.8至0.94范围内的激发纯度，所述第二光具有0.8至0.94范围内的激发纯度，并且所述第三光具有0.4至0.5范围内的激发纯度。
8.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第三光源包括第三发光二极管和设置在所述第三发光二极管上方的第三下转换器材料，所述第三下转换器材料包括配置成吸收来自所述第三发光二极管的光并发射具有第一峰值波长的光的绿色下转换器，以及配置成吸收来自所述第三发光二极管的光并发射具有第二峰值波长的光的深红色下转换器。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述深红色下转换器包括SrLiAl3N4:Eu2+磷光体、KSiF化合物磷光体、或量子点中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述深红色下转换器包括被配置为发射630nm至660 nm范围内的峰值波长的量子点。
11.根据权利要求8所述的发光器件，其中
所述第一光源包括第一发光二极管和设置在所述第一发光二极管上的第一下转换器材料；以及
所述第二光源包括第二发光二极管和设置在第二发光二极管上的第二下转换材料。
12.根据权利要求1所述的发光器件，其中复合白光190具有Ra大于或等于90的显色指数（CRI）。
13.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述复合白光具有大于或等于50的R9。
14.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述复合白光190在2700 K至6500 K的目标相关色温（CCT）范围内具有大于或等于100的TM-30-18色域指数（Rg）。
15.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述复合白光190在目标CCT范围内具有在0%到15%范围内的TM-30-18色相域1的色度偏移（RCS,h1）。
16.根据权利要求1所述的发光器件，还包括电连接到所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源中的每一个的控制器，所述控制器被配置为独立地控制所发射的第一光的量、第二光的量、和第三光的量。
17.根据权利要求1所述的发光器件，还包括外壳，第一光源、第二光源和第三光源包含在外壳内并由外壳隔开。
18.一种发光器件，包括：
多个第一LED和第一磷光体，被配置为发射峰值波长大于600 nm的红光，每个第一LED串联电连接；
多个第二LED和第二磷光体，被配置为发射峰值波长小于500 nm的蓝光，每个第二LED串联电连接；和
多个第三LED和第三磷光体，被配置为发射具有峰值波长小于630 nm的绿色分量和峰值波长大于或等于630 nm的深红色分量的第三光，每个第三LED串联电连接。
19.根据权利要求18所述的发光器件，其中所述第三光具有按照TM-30-18大于或等于-5%的RCS,h1。
20.根据权利要求18所述的发光器件，其中所述第三磷光体包括被配置为吸收来自所述第二LED的光并发射所述第三光的绿色分量的绿色下转换器，以及被配置为吸收来自所述第三LED的光并发射所述第三光的深红色分量的深红色下转换器。
21.根据权利要求20所述的发光器件，其中所述深红色下转换器包括SrLiAl3N4:Eu2+磷光体、KSiF化合物磷光体、或量子点中的至少一种。
22.根据权利要求20所述的发光器件，其中所述深红色下转换器包括被配置为发射630nm至660 nm范围内的峰值波长的量子点。
23.根据权利要求18所述的发光器件，还包括控制器，所述控制器被配置为独立控制多个第一LED、多个第二LED和多个第三LED的输入功率。
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