包括补偿彩色缺陷的发光材料的照明系统技术方案

为了改善固体照明设备的彩色再现，提供一种照明系统，该照明系统包括能够发出一次辐射的辐射源和发光材料，发光材料包括第一磷光体和第二磷光体的混合物，第一磷光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的黄色范围的宽带发射，第二磷光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的红和绿色范围的多个窄带发射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明系统和包括磷光体混合物的发光材料，所说磷光体混合物用于借助发光的下行变换和基于发射紫外辐射或蓝色辐射的辐射源的附加彩色混合产生特定的彩色光，其中包括白光。特别关注的是作为辐射源的发光二极管。本专利技术还涉及用在这样一种照明系统中的发光材料。
技术介绍
近来，对于使用发光二极管作为辐射源来提供发射白光的照明系统，进行了各种各样的尝试。使用发光二极管发射白光的第一种类型的照明系统基于使用多个发射可见光的二极管。在这些系统中，组合使用两个单色的发光二极管(如蓝色和黄色的)或三种单色的发光二极管(例如红、蓝和绿色的)。混合来自多个发射可见光的二极管的光，产生白光。然而，当从单色的发射红、绿、蓝光的二极管的布置产生白光的时候，出现了这样一个问题：由于发光二极管的色调、照度、和其它因素随寿命的变化，不可能产生期望色调的白光。为了补偿每个发光二极管的逐渐微变的老化(differential aging)和色移，还必须有复杂的驱动电子学电路。为了克服这些困难，开发了第二种类型的发光系统，借助包括磷光体的发光材料转换发光二极管的颜色，提供可见光照明，最好是白光照明。这样一种通过磷光体转换的白光照明系统具体来说基于三原色(RGB)方案，即基于三种颜色(即红、绿、蓝)的混合，在这种情况下通过磷光体和/或通过发光二极管的一次发射提供蓝色输出光的分量，或者以第二种简化的解决方案，基于双色(BY)方法，混合黄色和蓝色，在这种情况下通过黄色磷光体提供输出光的黄色二次分量，并且通过磷光体或者通过蓝色发光二极管的一次发射可提供蓝色分量。后者是最普通的磷光体转换系统。-->具体来说，例如在美国专利5998925中公开的双色方案使用基于InGaN的半导体材料的蓝色发光二极管再加上Y3Al5O12:Ce(YAG-Ce3+)石榴石磷光体。在InGaN发光二极管上涂敷YAG-Ce3+磷光体，通过磷光体将发光二极管发射的蓝光的一部分转换成黄光。通过磷光体发射来自发光二极管的蓝光的另一部分。黄色和蓝色发射的组合产生了令人信服的洁白的感觉，具有在70中间的典型CRI(彩色再现指数)，色温Tc的范围可以从约6000K到约8000K。这样一种磷光体转换的发光器件的限制主要来自低的彩色再现。当通过这种类型的磷光体转换的发光二极管进行照明时，物体对于人的眼睛来说显得不自然。彩色显得过于真实，或者说比中午阳光下显现的颜色还要鲜艳，但各种颜色之间难以分辨，这是因为白光光源精确展现颜色的能力取决于来自这个光源的光中包含的颜色的数目和强度的缘故。对于真实颜色再现有价值的数字是彩色再现指数(CRI)。彩色再现指数是一个相对的标度，范围从0到100，表示的是感觉到的颜色和实际的颜色的匹配程度。彩色再现指数度量的是由一个指定的光源照明的物体的感觉到的颜色相对于物体由一个参考标准光源照明时相同物体的所说颜色的符合程度。彩色再现指数越高，彩色移动或畸变发生的越少。在典型的固体发光器件中，所说器件由蓝色发光二极管和黄色磷光体的组合构成，从这种发光器件发射的在红光范围(不小于600纳米(nm))以及蓝绿光范围(480-510纳米)的光的数量极其地少，并且从白色发光二极管发出的光具有低的普通彩色绘制指数以及低的特定彩色再现指数R5(R5代表在蓝绿光范围内的彩色再现性质)。因此，为了补偿在由这些器件产生的白光双色光谱红光范围中的缺陷，对于磷光体的特性的控制、对于用另一种元素部分替换主体(host)和/或激活剂、对于混合磷光体的应用都进行了研究。图2表示的是现有技术的红色缺陷补偿磷光体YAG:Ce+Pr的发射光谱、激发光谱和反射光谱。尽管如此，为了进行“颜色校正”或者降低其白光发射的CCT(经过校正的色温)在蓝-黄光谱上附加红色辐射通常导致看起来很不自然的粉红色光，并且降低了相邻物体之间的彩色对比度或具有不同颜-->色的打印图像中的彩色对比度。
技术实现思路
因此，仍旧需要一种高效廉价的固体照明系统，它能够产生具有较高彩色再现指数的白光，因此由这种照明系统照亮的物体对于人的眼睛来说显得更加自然。为此，本专利技术提供一种照明系统，所说照明系统包括能够发出一次辐射的辐射源和包括第一磷光体和第二磷光体的混合物的发光材料，第一磷光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的黄色范围的宽带发射，第二磷光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的红和绿色范围的多个窄带发射。对于磷光体进行选择，以便“充满”可见光谱，即磷光体在可见光谱基本上所有的波长提供发射，以便产生高彩色再现的磷光体混合物。除了已知的红色缺陷补偿磷光体，本专利技术的发光材料还可补偿在电磁光谱的绿色范围中的缺陷。黄色的宽带发射与在分立的红色和绿色光谱线的发射组合起来产生一种感觉到的白光，这种白光具有不同于由其它技术产生的白光的、特定的、期望的彩色特征，因为这种白光相对于颜色得到了很好的平衡。当与由现有技术的发光二极管产生的白色输出光的光谱分布相比，这种光谱分布的明显差别是峰值波长，所说的峰值波长在可见光的绿色范围。与多线输出光谱组合起来的具有相对连续的输出光谱的这种照明系统提供的彩色再现指数范围在一般情况下从约65到85。这一特征使这种设备在需要真实彩色再现的应用中成为理想的设备。本专利技术的这样一些应用尤其包括普通照明、交通照明、街道照明、安全照明、自动化工厂的照明、以及全光谱显示器的背光照明。特别关注的是作为辐射源应用的发光二极管。按照本专利技术的第一方面，提供一种白光照明系统，它包括作为辐射源使用的峰值发射波长在380-490纳米范围内的蓝光发光二极管。这样一种照明系统在工作中提供白光。由发光二极管发射的蓝光激发磷光体，使磷光体发出黄、绿、红光。由发光二极管发出的蓝光是通过磷光体混合物发射的，并且与磷光体发出的绿、红、黄光混合。-->观察者感觉到蓝光和黄光、红光和绿光的混合为白光。虽然这种照明系统具有简单的设计，但所说照明系统却以低的制造成本和高的产额实现了高的效能和高的彩色再现指数这两者，并且没有实质性的色移、寿命、或逐渐微变的老化的问题。按照本专利技术的一个实施例，第一发射黄光的宽带磷光体是从包括一种激活剂离子的磷光体中选择出来的，所说的一种激活剂离子是从铈(III)或铈(III)再加上第二激活剂离子当中选择出来的，优选的是从下述的组中选择出来的：铕、镨、钐、铽、铥、镝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统，所说照明系统包括能够发出一次辐射的辐射源和发光材料，发光材料包括第一磷光体和第二磷光体的混合物，第一磷光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的黄色范围的宽带发射，第二磷光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的红和绿色范围的多个窄带发射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-6-2 05104822.11.一种照明系统，所说照明系统包括能够发出一次辐射的辐射源
和发光材料，发光材料包括第一磷光体和第二磷光体的混合物，第一磷
光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的黄色范围的宽带发射，第二磷
光体能够转换一次辐射为在电磁光谱的红和绿色范围的多个窄带发
射。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其中所说的辐射源能够发出
峰值发射波长在380-490纳米范围的一次辐射。
3.根据权利要求1所述的照明系统，其中所说的辐射源是发光二
极管。
4.根据权利要求1所述的照明系统，其中第一宽带磷光体是从包
括激活剂离子的磷光体中选择出来的，所说激活剂离子是从由铈(III)
和铈(III)再加上第二激活剂离子构成的组中选择出来的。
5.根据权利要求4所述的照明系统，其中第一宽带磷光体是从包
括石榴石主晶格的铈(III)激活的磷光体中选择出来的。
6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T朱斯特尔，W梅尔，J迈耶，PJ斯米特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]