[發(fā)明專利]具有寬帶輸出和可控顏色的遠程熒光粉LED裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180063695.2
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN103299422B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設計）人: A·J·烏德柯克;A·杰瑟多斯;R·帕拉尼斯瓦米;N·T·加布里埃爾
• 申請（專利權）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/60;H01L33/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅

技術領域

本發(fā)明一般地涉及光源，就具體應用而言涉及包括發(fā)光二極管(LED)和熒光粉的固態(tài)光源。本發(fā)明還涉及相關的制品、系統(tǒng)和方法。

背景技術

發(fā)射寬帶光的固態(tài)光源已經(jīng)公知。在一些情況下，此類光源通過將發(fā)射黃光的熒光粉層施加到藍光LED上來制備。當來自藍光LED的光穿過熒光粉層時，藍光中的一些被吸收，并且所吸收能量中的相當大一部分被熒光粉再發(fā)射為可見光譜中的較長波長的斯托克斯頻移光，通常為黃光。熒光粉厚度為足夠薄的，以使得藍色LED光中的一些完全穿過熒光粉層，并且與來自熒光粉的黃光組合，從而得到顯現(xiàn)白光。

另外已提出了其他的LED泵浦型熒光粉光源。在美國專利7,091,653中，討論了其中將來自LED的紫外(UV)光由長通反射器反射到熒光粉層上的光源。熒光粉層發(fā)射被長通反射器基本上透射的可見光(優(yōu)選地為白光)。LED、熒光粉層、和長通濾波器被布置為使得紫外光在從LED傳播到長通反射器時并不穿過熒光粉層。

發(fā)明內(nèi)容

我們已研制出新系列的寬帶固態(tài)光源。這些光源采用由來自至少兩個LED的光來泵浦或激發(fā)的熒光粉層或材料。所述光源還包括將來自LED的光中的至少一些反射到熒光粉層上的二向色反射器。當光從LED傳播到二向色反射器時，所述光不穿過熒光粉層。第一和第二LED分別產(chǎn)生光源的寬帶輸出光的第一和第二部分。第一和第二寬帶光部分各自也為寬帶的，并且每個這樣的部分優(yōu)選地為標稱白色。

第一部分可(例如)由來自第一LED的被二向色反射器透射的一些光和一些熒光構成，所述熒光得自被二向色反射器反射到熒光粉層的第一部分上而激發(fā)此熒光粉層部分的第一LED的其他光。寬帶輸出光的第二部分可類似地由來自第二LED的被二向色反射器透射的一些光和一些熒光構成，所述熒光得自被二向色反射器反射到熒光粉層的第二部分上而激發(fā)此熒光粉層部分的第二LED的其他光。在可供選擇的實施例中，二向色反射器可被構造成可透射第一和第二LED光中的極少量或零量，在這種情況下，寬帶輸出光的第一和第二部分可包括極少量或零量的LED光，而可代之以僅包括來自熒光粉層的不同激發(fā)部分的熒光。

在任何情況下，雖然第一和第二寬帶光部分各自均為寬帶的和標稱白色的，但LED、二向色反射器、和熒光粉層被構造和布置為使得第一寬帶光部分具有不同于第二寬帶光部分的顏色。第一和第二部分的不同顏色(可以(例如)由CIE色度曲線圖上的不同點來表示)隨后組合而產(chǎn)生光源的總寬帶光輸出的所得顏色，這種所得顏色隨第一和第二寬帶光部分的相對比例或相對量而變化。如果需要，控制器可用于獨立地驅動即加電于LED，從而得到第一和第二寬帶光部分的所需混合，使得光源的總寬帶光輸出具有位于所需設計空間中的顏色。所述控制器可工作在不具有反饋的開環(huán)配置下，或者工作在具有來自一個或多個檢測器的反饋的閉環(huán)配置下。第一和第二寬帶光部分的不同顏色、以及光源的總寬帶輸出可由不同的相應色溫和/或相關色溫來表示。

本文描述了(除了別的以外)用于發(fā)射寬帶輸出光的光源。此類光源可包括第一和第二LED、熒光粉材料層、和二向色反射器。第一和第二LED分別適于發(fā)射第一和第二LED光。熒光粉材料層適于響應由第一LED所發(fā)射光的激發(fā)而發(fā)射第一較長波長的熒光，并且適于響應由第二LED所發(fā)射光的激發(fā)而發(fā)射第二較長波長的熒光。二向色反射器被構造成可將第一LED光的至少一部分和第二LED光的至少一部分反射到熒光粉材料層上，使得當光從第一和第二LED傳播到二向色反射器時不穿過熒光粉材料層。此外，二向色反射器基本上透射第一和第二較長波長的光，使得這些透射的第一和第二較長波長的光包括在光源的寬帶輸出光中。第一較長波長的熒光和任選地第一LED光的剩余部分提供光源的第一寬帶光部分。第二較長波長的熒光和任選地第二LED光的剩余部分提供光源的第二寬帶光部分。第一和第二寬帶光部分包括在光源的寬帶輸出光中。第一寬帶光部分具有第一顏色，第二寬帶光部分具有不同于第一顏色的第二顏色。

第一和第二LED可被設置成靠近具有凹形表面的結構或介質(zhì)，并且二向色反射器可設置在凹形表面上。在一些情況下，第一和第二LED可浸于介質(zhì)中。此外，凹形表面可為彎曲的，并且二向色反射器的反射光譜可隨入射光的入射角而變化。