[发明专利]磷光体转换发光二极管、灯及照明器

说明书

提供了磷光体转换发光二极管（LED）、灯和照明器。磷光体转换LED 106包括LED 102、第一发光材料166、第二发光材料164和第三发光材料162。LED 102发射具有在蓝色频谱范围中的第一峰值波长的第一频谱分布。第一发光材料166吸收第一频谱分布的光的一部分并且将所吸收的光的至少一部分朝向第二频谱分布的光转换。第二频谱分布具有在绿色频谱范围中的第二峰值波长。第二发光材料164吸收第一频谱分布的光的一部分和/或第二频谱分布的一部分。第二发光材料164将所吸收的光的至少一部分朝向第三频谱分布的光转换。第三频谱分布具有第三频谱宽度并且具有第三峰值波长。第三发光材料162吸收第一频谱分布、第二频谱分布和第三频谱分布中的至少一个的光的一部分。第三发光材料162将所吸收的光的至少一部分朝向第四频谱分布的光转换。第四频谱分布具有第四频谱宽度并且具有第四峰值波长。第三峰值波长和第四峰值波长在橙色/红色频谱范围中。第三峰值波长小于第四峰值波长，并且第三频谱宽度大于第四频谱宽度。

技术领域

本发明涉及具有相对大显色指数的磷光体转换发光二极管。本发明还涉及磷光体转换发光二极管在灯和照明器中的使用。

背景技术

磷光体转换发光二极管（LED）包括诸如无机磷光体之类的发光材料以将由LED发射的光的一部分转换成另一颜色的光以获得特定光发射。许多磷光体转换LED用于获得具有接近于颜色空间中的黑体线的色点的光发射——因而光对于人类裸眼而言看似白色。磷光体材料通常直接应用在发光二极管上，然而，本文档中公开的发明并不直接受限于这样的实施例。

当前，以上讨论的磷光体转换LED是基于与发光材料组合的蓝光发射LED，该发光材料将一部分蓝光转换成绿光和红光以生成具有例如大于80的相对高显色指数的白光。这样的磷光体转换LED的一个示例是发射具有449纳米的峰值波长的蓝光的LED，其包括绿色发射磷光体Y₃AL₅O₁₂:CE³⁺和红色发射磷光体CaAlSiN₃:Eu²⁺。红色发射磷光体根据具有在620纳米处的峰值波长和93纳米的宽度（被表述为半高全宽FWHM值）的频谱分布来发射红光。通过组合特定量的磷光体，可以制得在相关色温CCT=3000开尔文处发射光的磷光体转换LED。该特定磷光体转换LED的总光发射功率包括来自蓝色发射LED的大约11%的光、来自红色发射磷光体的43%的光以及来自绿色发射磷光体的大约46%的光。总流明当量为322.2流明每瓦并且显色指数（被表述为RA值）为82.1。

流明当量强烈取决于红色发射磷光体在深红色区中发射的光量。深红色频谱范围在大约650纳米处开始，其中眼睛敏感度跌至其最大值的百分之10以下。如果可以限制在深红色区中发射的光量，流明当量潜在地更高。

为了改善流明当量，已知的是可以使用量子点（QD），因为量子点具有相对窄光发射谱。例如存在这样的QD，其发射具有在从610至620纳米的范围中的峰值波长的光并且具有有着30纳米宽度FWHM的光发射谱。例如，当制得磷光体转换LED（其包括发射449纳米的峰值波长的蓝色发射LED，其包括绿色磷光体Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺，其包括其中具有有着612纳米的峰值发射和30纳米宽度FWHM的发射谱的红色发射量子点并且被配置成在3000开尔文的CCT处发射光）时，所发射的光具有与之前段落的磷光体转换LED相同的显色指数（CRI_RA = 82.1），并且流明当量朝向364.9流明每瓦增加。因而，如果以相同量的电能提供依照前两个实施例的两个磷光体转换LED，人类裸眼将后一磷光体转换LED所发射的光体验为更亮的光。

然而，量子点材料尚不足够可靠以保证磷光体转换LED的长寿命。另外，现今可用的最高效的量子点材料包括已知具有环境相容性问题的镉和/或硒化物。另外，以相对高峰值波长发射红光并且以窄带发射光的已知可替换发光材料也具有稳定性问题。

发明内容