[发明专利]发光器件

说明书

技术领域

本发明基本涉及结合有发光二极管(LED)和磷光体成分的发光器件。

背景技术

在照明技术中，已经使用多种方法以产生具有理想的光谱特性的光。

LED由于其具有包括小尺寸、长寿命、低能耗以及低发热的优点，因而已经被广泛应用。

2003年2月4日公布的美国专利6,513,949描述了一种用于产生白光的混合照明系统，包括至少一个LED和磷光体-LED，其中，LED和/或磷光体-LED的磷光体的颜色和数量可以改变。

2004年7月29日公布的美国专利6,600,175描述了一种发光组件，包括：LED，发射第一相对较短波长的辐射；以及降频转换(downconverting)发光介质(例如，磷光体介质)，该介质暴露于这种第一辐射，响应地(responsively)发射第二相对较长波长的辐射。

利用蓝色LED和YAG磷光体(掺杂有铈的Y₃Al₅O₁₂)的白色LED器件已经商业化，该磷光体部分地吸收来自蓝色LED的蓝色辐射(集中在470-480nm)并且发射具备显著的黄色特性的具有宽波长范围的光(集中在～550-600nm)。

商业上可获得的用于产生白光的LED/磷光体器件不会提供在各种所考虑的光谱范围中的高转换率的显色性。例如，在许多应用中，消费者更喜欢具有与阳光、传统的白炽灯光、或者诸如烛光的火光匹配的颜色(可由色温和显色指数值计量)的白光。

因此，在本领域中存在对高效LED/磷光体照明系统的持续需求，该系统产生具有与预定光谱分布精确匹配的显色性的光。

发明内容

本发明涉及结合有发光二极管(LED)和磷光体成分的发光器件。

在一方面，本发明涉及一种发光器件，包括：至少两个LED芯片，具有彼此不同的光谱输出；以及磷光体材料，包括一种或多种磷光体，设置成接收LED芯片(LED die)中的至少一个的光谱输出并且响应地发射作为发光器件的至少部分光谱输出的磷光体输出。

在另一方面，本发明涉及一种发光的方法，包括：激发至少两个具有彼此不同的光谱输出的LED芯片，以从每个这种芯片发射光谱输出；以及使来自至少一个这种芯片的光谱输出冲击(impinge)到包括一种或多种磷光体的磷光体材料上，以响应地发射作为构成这种光的光谱输出的至少一部分的磷光体输出。

本发明的其它方面、特征和实施例将通过随后的描述和权利要求而更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的发光器件的剖视图。

图2是用于图1的发光器件中所采用的LED芯片元件和磷光体中的每一种作为单独要素(isolated component)时的强度随波长变化的曲线图。

图3是用于图1的发光器件的集成输出的强度随波长变化的曲线图。

图4是包括五个不同的LED芯片颜色(示为蓝色LED、浅绿色LED、绿色LED、黄色LED和红色LED)的LED多芯片阵列。

图5是用于图4中的LED阵列中所采用的每个LED芯片元件作为单独要素时的强度随波长变化的曲线图。

图6是作为图4的LED阵列的集成输出的强度随波长变化的曲线图。

图7是根据本发明另一个实施例的发光器件的简化示意性描绘，该发光器件结合有包括五个不同LED芯片颜色(示为蓝色LED、浅绿色LED、绿色LED、黄色LED和红色LED)的LED多芯片阵列以及叠置于多芯片阵列之上的磷光体混合物。

图8是用于图7的发光器件中所采用的LED芯片元件和磷光体种类中的每一种作为单独要素时的强度随波长变化的曲线图。

图9是作为图7的发光器件的集成输出的强度随波长变化的曲线图。

图10是示出了以nm表示的波长、以电子伏特表示的能量的图解描述和示出了发射光所延伸的可见光光谱、激发范围和光谱范围的相关柱状图，用于描述根据本发明一个实施例的包括两个可见光LED(绿色和蓝色)和两种磷光体的发光器件。

图11示出了470nm LED、527nm LED、CaGa₂S₄:Eu²⁺磷光体和ZnGa₂S₄:Mn²⁺磷光体组合所产生的光谱分布。