用于LED光转化的组合物制造技术

提供多个光通道以形成掺混的白光输出的系统和方法，所述系统和方法利用受体发光体介质来改变由发光二极管提供的光。所述发光体介质内的发光材料的预定掺混物在白光输出中提供预定的光谱功率分布。

Compositions for LED Light Conversion

A system and method for providing a plurality of optical channels to form an adulterated white light output, which utilizes a receptor light emitting medium to change the light provided by a light emitting diode. The predetermined mixtures of the luminescent materials in the luminescent medium provide a predetermined spectral power distribution in the white light output.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于LED光转化的组合物
本公开内容为固态照明领域。具体而言，本公开内容涉及用于产生白光的方法的发光体组合物。
技术介绍
本领域已知各种发光设备，包括例如白炽灯泡、荧光灯和半导体发光设备比如发光二极管(“LED”)。存在各种资源用于描述由发光设备产生的光，一种常用的资源是1931CIE(国际照明委员会)色品图。1931CIE色品图根据两个CIE参数x和y绘制出人类色彩感知。光谱色在所描绘空间的边缘周围分布，其包括人眼感知到的所有线索。边界线表示光谱色的最大饱和度，并且内部部分表示包括白光的较不饱和的颜色。该图还描绘了具有相关色温的普朗克轨迹，也称为黑体轨迹(BBL)，普朗克轨迹表示对应于不同温度下的来自黑体的辐射的色品坐标(即，色点)。因此，可以根据它们的相关色温(CCT)描述在BBL上或BBL附近产生光的发光体。这些发光体使人类观察者获得令人愉快的“白光”，一般照明通常利用在1,800K和10,000K之间的CCT值。显色指数(CRI)被描述为由光源产生的光的颜色的振动(vibrancy)的指示。在实践中，CRI是与参考光源——通常为黑体辐射体或日光光谱——相比，当由特定灯点亮时物体表面颜色偏移的相对量度。特定光源的CRI值越高，光源将其用于照亮的各种物体显色得更好。相对于常规的白炽灯或荧光灯，LED具有展现非常高的功率效率的潜力。大部分LED基本上是单色光源，其似乎发射具有单一颜色的光。因此，大部分LED发射的光的光谱功率分布严密地集中在“峰值”波长周围，“峰值”波长为单个波长，在此LED的光谱功率分布或“发射光谱”达到其由光检测器检测的最大值。LED通常具有约10nm至30nm的半高宽波长范围，这相对于人眼可见光的宽范围是相当窄的，人眼可见光的范围从约380nm至800nm。为了使用LED产生白光，已经提供了包括两个或更多个LED的LED灯，每个LED发射不同颜色的光。不同的颜色组合以产生期望强度和/或颜色的白光。例如，通过使红色、绿色和蓝色LED同时通电，得到的组合光可以呈现白色或接近白色，这取决于例如红色、绿色和蓝色LED源的相对强度、峰值波长和光谱功率分布。由于远离LED的峰值波长的区域中的光谱功率分布中的间隙，来自红色、绿色和蓝色LED的组合发光(aggregateemission)通常提供对于一般照明应用差的CRI。还可以通过利用一种或多种发光材料比如磷光体来将由一个或多个LED发射的一些光转化为一种或多种其它颜色的光而产生白光。没有通过发光材料(一种或多种)转化的由LED发射的光和由发光材料(一种或多种)发射的其它颜色的光的组合可以产生白光或近白光。已经提供了LED灯，其可以发射具有在一定范围内的不同CCT值的白光。这种灯使用具有或没有发光材料的两个或更多个LED，各自的驱动电流增加或减少使由每个LED发射的光的量增加或减少。通过可控制地改变灯中各个LED的功率，可以将发射的总的光调谐至不同的CCT值。可以提供足够CRI值和效率的CCT值的范围受到LED的选择的限制。由白色人工照明发出的光的光谱轮廓可能影响昼夜生理、警觉和认知表现水平。明亮的人造光可用于许多治疗应用，比如在季节性情感障碍(SAD)、某些睡眠问题、抑郁、时差感、帕金森病患者的睡眠障碍、与轮班相关联的健康后果和人体生物钟的重置中的治疗。人工照明可能改变自然过程，干扰褪黑素产生，或破坏昼夜节律。蓝光可能比其它有色光具有更大的趋势通过破坏可能依赖于日光和黑暗的自然循环的生物体生物过程来影响生物体。因此，在深夜和晚上暴露于蓝光可能对人体健康是有害的。在提供能够在跨越CCT值的范围内提供白光同时实现高效率、高光通量、良好显色性和可接受颜色稳定性的LED灯上仍然存在重大挑战。提供能够提供期望的照明性能同时允许控制昼夜能量性能的照明装置也是一个挑战。因此，迫切需要提供用于将由LED产生的光转化成具有期望的光谱特征的白光的组合物。
技术实现思路
本文公开了用于产生白光的组合物的方面，该组合物包括按体积比形成的多种发光材料和基体材料。多种发光材料可包括响应相关的LED串发射在约515nm和590nm之间的峰值发射处发射光的一种或多种第一类型的发光材料，和响应相关的LED串发射在约590nm和约700nm之间的峰值发射处发射光的一种或多种第二类型的发光材料。在一些实施中，一种或多种第一类型的发光材料包括BaMgAl10O17:Eu、Lu3Al5O12:Ce、(La,Y)3Si6N11:Ce或Y3Al5O12:Ce。在一些实施中，一种或多种第二类型的发光材料包括CaAlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiN3，或一个或多个半导体量子点。在一些实施中，组合物配置为由发射波长在约360nm和约535nm之间的基本上饱和的光的LED激发，以产生在本文公开的合适的蓝色范围301A-C、红色范围302A-C、黄色/绿色范围303A-C和青色范围304A-C内具有色点的光。在一些情况下，组合物被配置为使得由LED(一个或多个)和相关的组合物一起发出的光具有光谱功率分布(“SPD”)，其光谱功率具有的功率比跨越落在图7和8中本文公开的范围内的可见波长光谱。本文公开了产生白光的方法的方面，该方法包括使来自第一LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第一比率组成的第一发光体介质，用于1931CIE图上蓝色范围中的第一组合光，使来自第二LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第二比率组成的第二发光体介质，用于1931CIE图上红色范围中的第二组合光，使来自第三LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第三比率组成的第三发光体介质，用于1931CIE图上黄色/绿色范围中的第三组合光，使来自第四LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第四比率组成的第四发光体介质，用于1931CIE图上青色范围中的第四组合光，并且将第一、第二、第三和第四组合光混合在一起。在一些实施中，蓝色范围包括区域301A、301B或301C中的一个，红色范围包括区域302A、302B或302C中的一个，黄色/绿色范围包括区域303A、303B或303C中的一个，和青色范围包括区域304A、304B或304C中的一个。在一些情况中，第一、第二、第三和第四组合光可具有光谱功率分布(“SPD”)，其光谱功率具有的功率比跨越落在图7和8中本文公开的范围内的可见波长光谱。在方法的一些实施中，在第一、第二、第三和第四发光体介质中的每一者内的发光材料包括响应相关的LED串发射在约515nm和590nm之间的峰值发射处发射光的一种或多种第一类型的发光材料，和响应相关的LED串发射在约590nm和约700nm之间的峰值发射处发射光的一种或多种第二类型的发光材料。在一些实施中，一种或多种第一类型的发光材料可以包括BaMgAl10O17:Eu、Lu3Al5O12:Ce、(La,Y)3Si6N11:Ce或Y3Al5O12:Ce，和一种或多种第二类型的发光材料可以包括CaAlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiN3或半导体量子点。一般公开内容和下述进一步公开内容仅是示例性的和说明性的，并不限制本公开内容，如所附权利要求书中所限定。鉴于本文提供的细节，本公开内容的其它方面对本领域技术人员将是显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生白光的方法，所述方法包括使来自第一LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第一比率组成的第一发光体介质，用于1931CIE图上蓝色范围中的第一组合光；使来自第二LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第二比率组成的第二发光体介质，用于1931CIE图上红色范围中的第二组合光；使来自第三LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第三比率组成的第三发光体介质，用于1931CIE图上黄色/绿色范围中的第三组合光；使来自第四LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第四比率组成的第四发光体介质，用于1931CIE图上青色范围中的第四组合光；和将第一、第二、第三和第四组合光混合在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种产生白光的方法，所述方法包括使来自第一LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第一比率组成的第一发光体介质，用于1931CIE图上蓝色范围中的第一组合光；使来自第二LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第二比率组成的第二发光体介质，用于1931CIE图上红色范围中的第二组合光；使来自第三LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第三比率组成的第三发光体介质，用于1931CIE图上黄色/绿色范围中的第三组合光；使来自第四LED串的光穿过由一种或多种发光材料和基体以第四比率组成的第四发光体介质，用于1931CIE图上青色范围中的第四组合光；和将第一、第二、第三和第四组合光混合在一起。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述蓝色范围包括区域301A、301B或301C中的一个；所述红色范围包括区域302A、302B或302C中的一个；所述黄色/绿色范围包括区域303A、303B或303C中的一个；并且所述青色范围包括区域304A、304B或304C中的一个。3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一、第二、第三和第四发光体介质中的每一者内的发光材料包括响应相关的LED串发射在约515nm和590nm之间的峰值发射处发射光的一种或多种第一类型的发光材料；和响应相关的LED串发射在约590nm和约700nm之间的峰值发射处发射光的一种或多种第二类型的发光材料。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一发光体介质按体积计占所述基体的约80％至约99％。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一发光体介质按体积计占所述基体的约93％至约99％。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二发光体介质按体积计占所述基体的约45％至约90％。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三发光体介质按体积计占所述基体的约1％至约90％。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三发光体介质按体积计占所述基体的约9％至约90％。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第四发光体介质按体积计占所述基体的约54％至约97％。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第四发光体介质按体积计占所述基体的约87％至约97％。11.根据权利要求3-10中任一项所述的方法，其中所述一种或多种第一类型的发光材料包括BaMgAl10O17:Eu、Lu3Al5O12:Ce，(La,Y)3Si6N11:Ce或Y3Al5O12:Ce，所述一种或多种第二类型的发光材料包括CaAlSiN3:Eu、(Sr,Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·V·佩特鲁利，P·K·皮卡德，
申请(专利权)人：生态照明公司，
类型：发明
国别省市：美国,US