[发明专利]全频谱白光发光装置

说明书

本发明提供一种全频谱发光装置(310a)，其包括：光致发光材料(例如，在囊封剂366中)，其产生具有490nm到680nm(绿色到红色)的范围内的峰值发射波长的光；及宽带固态激发源，其可操作以产生具有在从420nm到470nm的范围内的主波长的宽带蓝色激发光，其中所述宽带蓝色激发光包括420nm到480nm的波长范围内的至少两个不同蓝光发射(分别从LED芯片330及332)。

技术领域

本发明的实施例涉及包括光致发光波长转换材料的全频谱白光发光装置。更特定来说但并非排他性地，实施例涉及用于产生具有从蓝光到红光的频谱、紧密类似于天然日光的全频谱白光的全频谱白光发光装置。本发明的实施例进一步涉及产生具有高演色性指数(CRI)及/或保真度指数的全频谱白光的全频谱白光发光装置。

背景技术

白光发光LED(“白光LED”)包含吸收由LED发射的一部分蓝光且重新发射不同色彩(波长)的可见光的一或多种光致发光材料(通常为无机磷光体材料)。由LED产生、未被磷光体材料吸收、与由磷光体发射的光组合的部分蓝光提供看似白色的光。归因于其长预期操作寿命(50,000个小时)及高发光效率(每瓦100流明及更高)，白光LED迅速取代常规荧光灯、紧凑型荧光灯及白炽灯。

存在用于量化由白色照明源产生的光的特性及质量的各种度量。固态照明行业中最常用的两个度量是相关色温(CCT)及国际照明委员会(CIE)平均演色性指数(CRI)Ra。

照明源的CCT以开尔文(K)为单位测量且是辐射对应于由照明源产生的光的色彩的色彩的光的普朗克(黑体)辐射体的色温。

平均CRI Ra特性化照明源呈现对象的真实色彩的忠实度且基于照明源对八个色彩测试样本(R1到R8)的照明与由参考源提供的照明的对照度的量度。通常，所述值越高指示越接近黑色辐射体及天然日光。平均CRI Ra可采取负值且具有最大值100。由于色彩样本R1到R8都是中间色彩(低饱和度色彩“浅灰红色”到“红紫色”)，因此平均CRI Ra给出产生紧密类似于日光的全频谱的白炽光源的光输出的细微差异的有用量度。然而，针对其频谱由峰值组成的白光LED，平均CRI Ra被证明是不恰当的，因为其是有限色彩范围内的演色性的平均量度且未给出照明源的特定色彩或高度饱和色彩的性能的信息。因此，当特性化全频谱固态白光发光装置时，应考虑CRI色彩样本R9到R12(饱和色彩“饱和红”、“饱和黄”、“饱和绿”、“饱和蓝”)及R13到R15(“浅肤色”、“叶绿色”、“中等肤色”)以给出全频谱光的有意义特性化。

为了解决平均CRI Ra的限制，照明工程协会(IES)最近公布用于测量及特性化照明源的色彩性能的TM-30标准(照明工程协会(2015)“用于评估光源演色性的方法(Methodfor Evaluating Light Source Color Rendition)”TM-30-15)。在TM-30-15标准下，使用两个度量来特性化照明源的演色特性、保真度指数(R_f)及色域指数(R_g)。据信，IES TM-30-15方法与人们的色彩感知具有更好的相关性且因此，给出照明源的光特性的更准确特性化。保真度指数R_f类似于平均CRI Ra且特性化照明源呈现对象的真实色彩的忠实度且基于照明源对99个色彩样本的照明与由参考源提供的照明的对照度的量度。保真度指数R_f的值在从0到100的范围内。新色彩样本已经选择为更能表示现实生活应用中可能遇到的对象且因此据信，保真度指数R_f是比平均CRI Ra更准确的演色性量度。由于R_f是在更大数目个色彩样本上测量，因此与平均CRI Ra相比，更难以实现高分。此外，归因于不同测试程序，平均CRI Ra及保真度指数R_f值彼此无可比性。

色域指数R_g专注于色彩饱和度且是与参考源相比的平均饱和度。色域指数与着色对象的外观的鲜明度相关。色域指数R_g的值在从60到140的范围内，其中与参考源相比，低于100的值表示减小的饱和度且高于100的值表示增加的饱和度。