具有经适配的输出光谱的发光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适于产生具有期望的光谱组成的输出光谱的发光装置、以及包括这种发光装置的照明设备和聚光灯。
【背景技术】
[0002]包括发光二极管(LED)的光源或者照明设备越来越多地用于替换诸如白炽灯和荧光光源之类的常规光源。相比于常规光源，LED提供很多优势，特别是当涉及到光转换效率时。然而，一个劣势是LED在相对窄的光谱带内生成光。
[0003]在WO 2010/052640中，公开了照明设备，其中将蓝色LED、蓝色至绿色转换磷光体、以及红色LED组合以提供产生高的红色饱和度的白光。这种设备可以例如用于在零售环境下增强食物的色觉。
[0004]然而，虽然光被感知为白光并且具有良好的显色，但是仍然需要提供更小的发光装置，这种更小的发光装置能够提供红色和/或绿色的期望的饱和度，并且适合于重点照明应用和其可以安装在相对窄的空间中的照明设备。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供发射白光的装置，这种发射白光的装置具有对红色和/或绿色的良好显色性并且能够提供红色和/或绿色的经改善的饱和度。
[0006]本发明的目的还有提供发光装置，这种发光装置相对小，以便实现适合重点照明(例如在零售环境下)的相对小的光束角，并且实现可以被设置在相对小或者窄的空间中的照明设备。
[0007]根据本发明的第一方面，这些目的和其它目的通过适于产生输出光的发光装置实现，该发光装置包括适于发射具有在从440nm到460nm的第一波长范围内的发射峰的光的至少一个发射蓝光的元件、和适于发射具有在从400nm到440nm的第二波长范围内的发射峰的光的至少一个发射深蓝光的元件。发光装置还包括被设置为接收由发射深蓝光的元件发射的光的至少一种窄带波长转换材料、和被设置为接收由发射蓝光的元件和至少一个发射深蓝光的元件中的至少一种元件发射的光的至少一种宽带波长转换材料。波长转换材料还可以被称为“磷光体”。
[0008]根据第二方面，上述目的通过包括根据第一方面的多个发光装置的照明设备实现，其中多个发光装置沿着照明设备的长度方向连续设置。发光装置中的每个发光装置包括根据第一方面的发射深蓝光的元件、发射蓝光的元件、窄带波长转换材料、以及宽带波长转换材料。
[0009]根据第三方面，上述目的通过包括根据第一方面的至少一个发光装置的聚光灯实现。
[0010]如本文所使用的那样，术语“发光元件”用于限定当例如通过在其两端应用电势差或者使电流通过它而被激活时能够发射在例如可见区域、红外区域、和/或紫外区域内的辐射的任何设备或者元件。每个发光元件具有至少一个光源。光源的示例包括半导体、有机、或者聚合物/聚合的发光二极管(LED)、激光二极管、或者如将由本领域技术人员容易理解的任何其它相似的设备。此外，术语发光元件可以用于限定与壳体或者包装组合的发射辐射的特定光源的组合，一个或者多个特定光源被放置在该壳体或者包装内。例如，术语发光元件可以包括被设置在壳体内的裸露的LED裸片、或者LED元件的阵列，其还可以被称为LED包装。
[0011]如本文中所使用的那样，“深蓝色”或者“短波长蓝色”表示具有在从400nm到440nm波长范围内的发射峰的蓝光。此外，“蓝色”、“普通蓝色”、“正常蓝色”或者“标准蓝色”通常指代具有在从440nm到460nm范围内的峰值波长的光。
[0012]在根据本发明的装置中使用的窄带波长转换材料可以是具有在从400nm到440nm范围内(优选地靠近发射深蓝光的元件的发射最大值)的吸收和具有小于50nm(诸如小于20nm，并且例如大约15nm)的半高全宽(FffHM)的窄发射光谱的本领域已知的任何波长转换材料。
[0013]在根据本发明的装置中使用的宽带波长材料可以是具有50nm或者更大(例如大约90nm)的FWHM的发射光谱的本领域已知的任何波长转换材料。因此，术语“窄带”和“宽带”指代波长转换材料的发射光谱的带宽。
[0014]发射深蓝光的元件、发射标准蓝光的元件、以及窄带和宽带波长转换材料可以使用例如板上芯片技术被设置在基板上。这是有利的，因为可以消除对于使用混合腔室和/或远程磷光体的需要，这允许相对小的发光装置。这种发光装置可以例如用于提供具有相对小的光束角的相对小的照明设备和聚光灯。
[0015]此外，发射标准蓝光的元件和发射深蓝光的元件两者都可以由单个共同通道驱动器供电。这相比于使用例如需要多通道驱动器的直接红色LED的发光装置是有利的。因此，可以消除对于多通道驱动器的需要，这允许减少制造成本。
[0016]发光装置的相对小的尺寸还允许线型模块，即包括具有连续设置的发光设备的串的保持器的照明设备，这种照明设备可以安装在相对窄的空间中，诸如例如安装在窗棂、以及冰箱、冷却器和例如十分关心色觉的食物零售环境中的货架中。发光装置还可以被设置为相对靠近彼此，这有利地允许相对均匀的光发射。
[0017]发光装置的相对小的尺寸对于聚光灯而言进一步使得能够提供适合于例如重点照明的相对窄的光束斑照明。
[0018]通过将宽带波长转换材料与窄带波长转换材料组合，总的输出光谱的组成可以变化，以便实现由发光装置发射的光的期望的色温和显色。例如，波长转换材料层的厚度和/或分别由宽带波长转换材料和窄带波长转换材料接收的发射光的量或部分可以变化，以便调节总的输出光谱，从而产生具有期望的显色和饱和度的光。
[0019]在本发明的实施例中，至少一种窄带波长转换材料是适于发射具有在红色波长范围内的发射峰的光的窄带红色磷光体。
[0020]在研究中，本发明人发现，通过将蓝光与部分由窄带红色磷光体转换的某个量的深蓝光组合，可以实现优秀的红色显色性。因此，本发明是基于以下认识，即通过添加某个量的短波长蓝色(这有利地允许将短波长蓝色中的至少一些转换为红色的窄带红色磷光体的高效率激发)，可以实现具有优秀红色显色性的白光输出。因此，本发明提供了发光装置，其可以用于以高度饱和的红色显色性来展示例如超市中的肉类。
[0021]此外，已经证明的是，如果物体呈现具有蓝色色调的略微彩色，则其显得更白。因此，泛蓝的颜色被感知为比位于黑体线(BBL)上的色点更白。因此可能通过添加深蓝色而将光源的色点调谐到BBL以下来获得“纯(crisp)”白光。可以通过使得由发射深蓝光的元件发射的光的一部分经过窄带红色磷光体(或者通过其泄漏)以形成总的输出光谱的一部分，而提供深蓝色。从而提供具有高的红色饱和度的优秀的白色显色或者“纯”白色。
[0022]在本发明的实施例中，至少一种窄带波长转换材料是适于发射具有在绿色波长范围内的发射峰的光的窄带绿色磷光体。窄带绿色磷光体可以提供在黄色波长范围内的相对低的发射，这已经示出为对高度饱和的绿色的感知的改善。通过如上文描述的那样将深蓝色的一部分添加到总的输出光谱中，提供了具有高的绿色饱和度的“纯”白色。
[0023]在本发明的实施例中，至少一种宽带波长转换材料是适于发射具有在绿色波长范围内的发射峰的光的宽带绿色磷光体、适于发射具有在绿黄色或者黄色波长范围内的发射峰的光的宽带绿黄色或者黄色磷光体、或者适于发射具有在红色波长范围内的发射峰的光的宽带红色磷光体。
[0024]宽带绿色或者黄色磷光体可以例如与窄带红色磷光体组合，以便提供具有饱和红色和/或绿色的良好显色性的白色输出光。备选地，宽带红色磷光体可以与窄带绿色磷光体组合，以便实现具有良好的红色和/或绿色显色性的白光。由磷光体转换的蓝光和深蓝光的部分可以变化，以便调节总的输出光谱，并且从而产生具有期望的显色和饱和度的光。
[0025]根据本发明的实施例，由至少一个发射深蓝光的元件和至少一个发射蓝光的元件中的至少一种元件发射的光的至少一部分未被窄带波长转换材料和/或宽带波长转换材料转换。代之，这一光可以形成总的输出光谱的一部分，有利地可以变化和调谐总的输出光谱的组成，以便实现期望的输出光。总的输出光谱可以通过例如变化被窄带波长转换材料转换的深蓝光的量与未被转换的深蓝光的量的比值来调谐。相似地，被宽带波长转换材料转换的标准蓝光的量与未被转换的标准蓝光的量之间的比值可以变化，以便调节总的输出光谱的组成。
[0026]在本发明的实施例中，至少一种窄带波长转换材料的至少一部分被提供在至少一个发射深蓝光的元件上。附加地或者备选地，宽带波长转换材料的至少一部分被提供在至少一个发射蓝光的元件和/或至少一个发射深蓝光的元件上。窄带和/或宽带波长转换材料通常可以被提供为覆盖发光元件的至少一部分的层。备