具有可调谐发射光谱的光源制造技术

根据本发明专利技术实施例的照明系统包括第一和第二发光二极管。第一和第二发光二极管具有不同的峰值波长并且发射相同颜色的光。该系统还包括第三发光二极管，该第三发光二极管发射与该第一和第二发光二极管的颜色不同的光。波长转换元件设置在由第一和第二发光二极管发射的光的路径中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调谐发射光谱的光源
本专利技术涉及具有能够被调谐的发射光谱的光源。
技术介绍
半导体发光设备（包括发光二极管（LED）、谐振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光二极管（VCSEL）和边缘发射激光器）是当前可用的最高效的光源之一。当前在能够跨可见光谱操作的高亮度发光设备的制造中感兴趣的材料系统包括III-V族半导体，特别是镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金，其也被称作III族氮化物材料。典型地，III族氮化物发光设备通过下述来制作：借由金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其它外延技术，在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物或其它合适的衬底上外延生长不同组分和掺杂剂浓度的半导体层的叠层。叠层通常包括在衬底之上形成的掺杂有例如Si的一个或多个n型层、在该一个或多个n型层之上形成的有源区中的一个或多个发光层、和在该有源区之上形成的掺杂有例如Mg的一个或多个p型层。电气接触在n型和p型区上形成。在发射蓝光的高效的III族氮化物LED的开发之后，开发基于LED的白光源变得实际。白色LED包括诸如磷光体之类的一种或多种光致发光材料，其吸收由LED发射的辐射的部分并且重发射不同颜色（波长）的辐射。典型地，LED芯片或管芯生成蓝光，并且（多个）磷光体吸收一百分比的蓝光并且重发射黄光，或者绿光与红光的组合、绿光与黄光的组合、或者绿光与橙光的组合、或者黄光与红光的组合。没有被磷光体吸收的由LED生成的蓝光的部分与由磷光体发射的光组合，提供了人眼看起来为白色的光。将由LED直接发射的初级光与由磷光体发射的次级光组合起来的此过程也经常被应用于多个LED共享同一磷光体元件的配置。这可以在多个蓝色LED与磷光体直接接触的组件级上完成，或者在多个LED光照单个远程的磷光体元件的模块级上完成。为了保持高的显色性，各种磷光体材料被混合在LED上或远程板（remoteplate）中，或者引入具有红色初级发射颜色的LED，以形成所谓的“混合”系统。图1图示在US2012/0155076中更详细地描述的混合照明系统的示例。图4的白光发射系统40包括发光设备20，该发光设备20包括蓝色发射LED26和红色发射LED28。发光系统40包括至少一个蓝光可激发磷光体材料42，其被配置成使得在操作中发光设备20以蓝光30辐照磷光体材料42。磷光体材料42吸收蓝光30的部分，并且作为响应发射不同颜色（典型为黄绿色）的光44。系统40的发射产物46包括经组合的由LED26、28发射的蓝光30和红光32及由磷光体材料42生成的光44。提供焊接垫34、36用于向蓝色和红色LED芯片提供电力。可操作以控制蓝色和红色LED的正向驱动电流iFB、iFR的驱动器48电气连接到焊接垫34、36。驱动器48允许独立地控制蓝色和红色LED芯片。驱动器48可以响应于发射产物46中的蓝光和红光贡献的所测量的强度IB和IR而可操作。借助反馈装置，驱动器48使用所测量的强度IB、IR来调节蓝色和/或红色LED的正向驱动电流iB、iR以补偿出现在LED和/或磷光体材料的发射特性的颜色中的改变。替代地和/或另外地，驱动器可以可操作以响应于LED的操作温度T而控制一个/或两个LED驱动电流。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有多个LED的照明系统，该照明系统可以具有改进的效率、改进的灵活性或改进的性能。根据本专利技术实施例的照明系统包括第一和第二发光二极管。该第一和第二发光二极管具有不同的峰值波长并发射相同颜色的光。该系统还包括第三发光二极管，该第三发光二极管发射与该第一和第二发光二极管的颜色不同的光。波长转换元件设置在由该第一和第二发光二极管发射的光的路径中。附图说明图1图示了现有技术的混合照明系统。图2是具有至少三个LED和与该LED间隔开的波长转换元件的照明系统的部分的截面视图。图3是具有至少三个LED和设置在该LED之上的波长转换元件的照明系统的部分的截面视图。图4图示了图2和3中图示的波长转换元件的吸收光谱和LED中的两个的发射光谱的峰值。图5是具有至少三个LED和设置在该LED之上的波长转换材料的混合物的照明系统的部分的截面视图。图6是具有至少三个LED和在分开的层中、在该LED之上设置的多个波长转换材料的照明系统的部分的截面视图。图7是具有至少三个LED和设置在与该LED间隔开的单个层中的波长转换材料的混合物的照明系统的部分的截面视图。图8是具有至少三个LED和在分开的层中、与LED间隔开的多个波长转换材料的照明系统的部分的截面视图。图9图示了YAG:Ce和Eu2+红色氮化物磷光体的吸收光谱。图10图示了照明系统中的多个LED的布置。图11图示了Eu2+绿色氮化物磷光体和KSiF:Mn4+红色磷光体的吸收光谱，以及两个蓝色LED的峰值发射光谱。具体实施方式本专利技术的实施例涉及照明系统，包括混合照明系统，其中可以改变色温。本专利技术的实施例在具有有着不同发射波长的LED的系统中，使用作为波长的函数的磷光体材料的吸收强度的改变，来创建具有可调谐发射光谱的光源。在下面描述的实施例中，为了语言的经济性，波长转换材料被称作磷光体。应理解，（多种）波长转换材料可以是任何合适的材料，包括例如常规磷光体、有机磷光体、量子点、有机半导体、II-VI或III-V族半导体、II-VI族或III-V半导体量子点或纳米晶体、染料、聚合物或者其它发光的材料。图2、3、5、6、7和8是可以更改所发射的光的色温的照明系统的部分的截面视图。在图2和3中，所图示的照明系统的部分包括两个蓝色LED和红色LED。在图2和3中的每一个中，在衬底50上设置至少三个LED52、54和56。LED52和54两者都可以发射蓝光。LED52和54具有不同的峰值波长。LED52和54的峰值波长可以在一些实施例中相差至少5nm、在一些实施例中相差至少10nm、在一些实施例中相差至少15nm、在一些实施例中相差不超过40nm、以及在一些实施例中相差不超过30nm。LED52和54可以直接发射期望波长的光，或者它们可以是磷光体转换的LED。LED56可以或者直接地，或者经由波长转换来发射红光。LED52、54和56可以是任何合适的LED。LED52、54和56可以附接到任何合适的衬底50，诸如例如金属芯印刷电路板。系统可以包括控制电路51，其用于独立地寻址LED52、54和56，并且使由LED52、54和56中的每一个产生的光的量发生变化。在图2和3中的每一个中，磷光体层位于由三个LED52、54和56发射的光的路径中。磷光体层可以含有诸如TiO2颗粒之类的光散射材料。在图2中，磷光体层58是与LED52、54和56间隔开的邻近磷光体。邻近磷光体层58可以是例如发光（luminescent）陶瓷，混合有透明粘合剂的磷光体（其被分配、丝网印刷、模版印刷、旋转涂布（spin-cast）、层压、成型或以其它方式形成在透明支撑衬底上），或任何其它合适的结构。在图3中，磷光体层60设置在LED52、54和56之上。磷光体层60可以直接接触LED52、54和56中的一个或多个，不过这不是必需的。磷光体层60可以是例如混合有透明粘合剂的磷光体，其被分配、丝网印刷、模版印刷、旋转涂布、层压、成型或以其它方式形成在LED5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统，包括：第一发光二极管和第二发光二极管，其中所述第一发光二极管和第二发光二极管具有不同的峰值波长并且发射相同颜色的光；第三发光二极管，其发射与所述第一发光二极管和第二发光二极管不同的颜色的光；以及波长转换元件，其设置在由所述第一发光二极管和第二发光二极管发射的光的路径中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.01 US 62/0581621.一种照明系统，包括：第一发光二极管和第二发光二极管，其中所述第一发光二极管和第二发光二极管具有不同的峰值波长并且发射相同颜色的光；第三发光二极管，其发射与所述第一发光二极管和第二发光二极管不同的颜色的光；以及波长转换元件，其设置在由所述第一发光二极管和第二发光二极管发射的光的路径中。2.根据权利要求1所述的照明系统，其中所述第一发光二极管和第二发光二极管的峰值波长相差至少10nm。3.根据权利要求1所述的照明系统，其中所述波长转换元件包括磷光体，所述磷光体在所述第一发光二极管和第二发光二极管的峰值波长下具有不同的吸收。4.根据权利要求1所述的照明系统，其中：所述波长转换元件包括第一磷光体和第二磷光体；所述第一磷光体和所述第二磷光体发射不同颜色的光；并且所述波长转换元件设置在由所述第三发光二极管发射的光的路径中。5.根据权利要求4所述的照明系统，其中：所述第三发光二极管发射UV光；并且所述第一磷光体吸收UV光并发射红光。6.根据权利要求5所述的照明系统，其中所述第二磷光体不响应于由所述第三发光二极管发射的光而发射光。7.根据权利要求4所述的照明系统，其中所述第一磷光体和第二磷光体混合在单个层中。8.根据权利要求4所述的照明系统，其中所述第一磷光体和第二磷光体设置在分开的层中。9.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：OB施彻金，HH蔡，K·范保拉，F金，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL