專利名稱：照明系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及至少包括兩個發(fā)光二極管的照明系統(tǒng)，所說每個發(fā)光二極管工作時發(fā)預定波長范圍內(nèi)的可見光。
基于發(fā)光二極管(LED)的照明系統(tǒng)用作一般照明應用的白光源。
開始段落中所述那種照明系統(tǒng)已是眾所周知的。近些年來，除基于GaP的紅光發(fā)光二極管外，還有效地開發(fā)出了基于GaN的藍光發(fā)光二極管和綠光發(fā)光二極管。為了制造白光源，原則上需要三種LED即藍、綠和紅光LED作原色光源。
組合三種LED作為原色光源的這種照明系統(tǒng)的缺點是，不能總是產(chǎn)生希望的色效應，原因可能是無法得到或缺少同時有相當高能效的具有希望光譜區(qū)內(nèi)最大光譜的LED。
本發(fā)明的目的是提供一種開始段落中介紹的那種照明系統(tǒng)，提供改善的色效應。本發(fā)明的目的還在于提高照明系統(tǒng)的發(fā)光效率。
為實現(xiàn)該目的，開始段落中提到的本發(fā)明照明系統(tǒng)的特征在于，該照明系統(tǒng)包括將由發(fā)光二極管之一發(fā)出的可見光的一部分變?yōu)榱硪徊ㄩL范圍內(nèi)的可見光，從而優(yōu)化照明系統(tǒng)的色效應的變換裝置。
所說變換裝置受由至少兩個LED中的一個所發(fā)光的激發(fā)。這種光的一部分例如通過吸收和發(fā)射過程被變換裝置變?yōu)榱硪徊ㄩL范圍內(nèi)的可見光。所以，產(chǎn)生一種照明系統(tǒng)，實際上該系統(tǒng)包括三個光源，即，由至少兩個LED構(gòu)成的兩個原色光源，和一個發(fā)射另一波長范圍內(nèi)光的所謂二次光源，所說原色光源每個都發(fā)射預定波長范圍內(nèi)的可見光。通過適當?shù)剡x擇這兩個原色光源和二次光源發(fā)射可見光的波長范圍，可以得到與基于兩個原色光源的照明系統(tǒng)相比具有改善的色效應的照明系統(tǒng)。由于避免了采用第三原色光源(例如，綠光LED或紅光LED)，所以可以得到彩色再現(xiàn)性改善的照明系統(tǒng)。
變換裝置較好是包括發(fā)光材料。由于這些材料一般具有高量子效率和高流明當量效率(表示為lm/W)，所以，這些材料是非常合適的材料，可以得到高發(fā)光效率的照明系統(tǒng)。此外，已知有許多(穩(wěn)定)無機和有機發(fā)光材料(熒光體)，所以，可以簡化達到本發(fā)明目的(提高色效應)的材料選擇。
有兩種方式會影響照明系統(tǒng)的色效應。一方面，通過以最佳方式混合各LED所發(fā)光，并利用變換裝置，可以提高空間色效應。另一方面，通過采取保證使LED的光輸出具有時間獨立性的措施，可以提高照明系統(tǒng)的色效應。例如，如果LED的光輸出作為LED溫度的函數(shù)變化，則可以得到這種依賴性。這種情況下，采用與溫度無關的LED是有益的。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，發(fā)光材料較好是可以受波長范圍為400-500nm的光的激發(fā)，由于這種感光性，這種發(fā)光材料非適合用于特別是吸收藍光。所吸收的光可以非常有效地被這種發(fā)光材料變換為例如綠光等另一波長范圍的可見光。
合適的發(fā)光材料有(Sr,Ca)2SiO4:Eu2+,Ba2SiO4:Eu2+,SrGa2S4,ZnS:Cu+,ZnS:Au+,ZnS:Al3+,(Zn,Cd)S:Ag+和CaS:Ce3+。所說材料具有較高的量子效率，和在450nm光吸收。在將藍光變成希望的綠光時，這些材料還具有較高的流明當量。
根據(jù)本發(fā)明第一方面一種非常有前景的實施例的特征在于，兩個發(fā)光二極管至少包括一個藍光發(fā)光二極管和至少一個紅光發(fā)光二極管，變換裝置包括將藍光發(fā)光二極管發(fā)射的一部分光變?yōu)榫G光的(發(fā)綠光)發(fā)光材料。以此方式，獲得根據(jù)本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在三基色(紅，藍和綠)的基礎上以高色效應指數(shù)發(fā)射白光，其中只使用了兩種原色光源，即藍和紅光，綠光通過變換一部分藍光得到。藍光發(fā)光二極管的最大光譜發(fā)射較好在460-490nm的波長范圍內(nèi)，紅光發(fā)光二極管的最大光譜發(fā)射較好在610-630nm的波長范圍內(nèi)，發(fā)光材料(發(fā)綠光)的最大光譜發(fā)射較好在510-530nm的波長范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，發(fā)光材料較好可以受波長在500-560nm范圍內(nèi)的光的激發(fā)。由于這種感光性，這種發(fā)光材料非常適合用于特別是吸收綠光。所吸收的光可以非常有效地被這種發(fā)光材料變換為例如紅光等另一波長范圍的可見光。
合適的發(fā)光材料有CaS:Eu,Mn；CaS:Eu；SrS:Eu；(Zn,Cd)S:Ag；SrO:Eu；Sr3B2O6:Eu；Sr2Mg(BO3)2；CaS:Eu,Mn；CaS:Eu或SrS:Eu。所說材料具有較高的量子效率和光吸收。在將藍光或綠光變成希望的紅光時，這些材料還具有較高的流明當量。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的一種非常有前景的實施例的特征在于，兩個發(fā)光二極管至少包括一個藍光發(fā)光二極管和至少一個綠光發(fā)光二極管，變換裝置包括將藍光和/或綠光發(fā)光二極管發(fā)射的一部分光變?yōu)榧t光的發(fā)光材料。使用藍光和綠光LED作原色光源的重要優(yōu)點在于，兩個二極管芯片本身都可以由已知的GaN技術制造。與紅光GaP二極管芯片不同，這種藍和綠光GaN二極管芯片不是與溫度相關的二極管，所以可以不使用補償這種二極管芯片的溫度相關性的較昂貴電子設備。還有一個優(yōu)點是，所說藍和綠光GaN二極管芯片可以在同一側(cè)接觸，所以它們?nèi)菀状?lián)設置。與發(fā)射紅光的藍光激發(fā)發(fā)光材料相比，使用發(fā)射紅光的綠光激發(fā)發(fā)光材料的附加優(yōu)點在于，量子欠缺較小。藍光發(fā)光二極管的最大光譜發(fā)射較好在460-490nm的波長范圍內(nèi)，綠光發(fā)光二極管的最大光譜發(fā)射較好在510-550nm的波長范圍內(nèi)，發(fā)紅光的發(fā)光材料的最大光譜發(fā)射較好在610-630nm的波長范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的照明系統(tǒng)的色效應指數(shù)(Ra)較好至少等于或大于80(Ra≥80)。通過由至少兩個LED形成的兩種原色光源的光譜發(fā)射，與一種通過變換裝置變換后發(fā)射另一波長范圍內(nèi)的可見光的所謂二次光源的適當組合，可以得到具有高色效應指數(shù)的照明系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)特別令人感興趣的一點在于，將發(fā)自各LED的光與發(fā)自變換裝置的光混合，發(fā)自LED(原色光源)的光的方向相關性不同于發(fā)自變換裝置(二次光源)的光的方向相關性。一般說，LED發(fā)射方向性較好的光，而在這種發(fā)光材料的情況下，變換裝置根據(jù)朗伯輻射器發(fā)射(漫射)光。
本發(fā)明的目的還在于利用該照明系統(tǒng)提高光的混合性。為達到此目的，根據(jù)本發(fā)明照明系統(tǒng)的另一實施例的特征在于，照明系統(tǒng)還具有反射裝置。在照明系統(tǒng)中提供LED，使發(fā)自LED的光的主要部分不能直接離開該照明系統(tǒng)，而是入射到反射裝置上。使用反射裝置的優(yōu)點在于，可以混合發(fā)自兩個原色光源(藍光和紅光LED或藍光和綠光LED)的光和發(fā)自變換裝置的二次源(綠或紅)。所說反射裝置優(yōu)選漫反射反射裝置。通過使發(fā)自LED的光指向漫反射反射裝置，反射的光也具有朗伯輻射器的特征。于是進一步提高了各色成分的混合性，因此，提高了照明系統(tǒng)的色效應。另外，光較好是由反射裝置反射，但不改變色效應(反射白光的反射裝置)。以此方式，可以避免照明系統(tǒng)所發(fā)光的不希望的色彩偏差。漫反射反射裝置較好包括選自BaSO4,ZnS,ZnO和TiO2中的一種材料。由于這些材料在400-800nm波長范圍內(nèi)的反射系數(shù)在98％以上，所以是非常合適的材料，并且它們能夠以漫射方式和與波長無關的方式進行反射。
根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的具有誘人前景的實施例的特征在于，變換裝置設置在漫反射反射裝置內(nèi)或上。以此方式，發(fā)自LED的光可有效地混合，獲得希望的方向性，變換裝置可以附加地接收將變換到另一波長范圍的大量合適的光，所變換的光具有與LED漫反射的光相同的方向性。
通過用較薄發(fā)光材料層覆蓋LED，從而用發(fā)光材料中的顆粒作漫射子，可以以另一種方式提高所發(fā)光的色彩混合性和/或方向性。
還希望照明系統(tǒng)的色溫是可變的。本發(fā)明照明系統(tǒng)的替代實施例的特征在于，通過分開驅(qū)動各發(fā)光二極管，可以調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的色溫。通過分開驅(qū)動各LED，可以(電)調(diào)節(jié)色溫。這種調(diào)節(jié)元件的合適實施例包括第一紅和藍光LED二極管鏈，和只有藍光(或只有紅光)LED的第二LED鏈。這種調(diào)節(jié)元件的再一合適實施例包括第一藍光和綠光LED鏈，和只有藍光(或只有綠光)LED的第二LED的二極管鏈。結(jié)果，可以實現(xiàn)2000-6300K的可調(diào)色溫范圍。所說色溫的調(diào)節(jié)部分由發(fā)光材料(變換裝置)的數(shù)量決定。
從以后介紹的實施例中可以清楚本發(fā)明的這些和其它方面，結(jié)合這些實施例可以簡明本發(fā)明的這些和其它方面。
各附圖中

圖1A是本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)的一個實施例的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖1B是沿圖1A所示具體照明系統(tǒng)中的線Ⅰ-Ⅰ取的剖面圖；圖2示出了本發(fā)明照明系統(tǒng)的一個實施例的發(fā)射光譜；圖3A是本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)的替代實施例的剖面圖；圖3B是圖3A所示照明系統(tǒng)的替代實施例的側(cè)視剖面圖；圖4是用于具有可調(diào)色溫的本發(fā)明照明系統(tǒng)的LED的電路圖；圖5是本發(fā)明第二方面的照明系統(tǒng)的一個實施例的剖面圖。
這些圖是純粹的示意圖，并未按比例畫。為清楚起見，某些尺寸放大了許多。在這些圖中，只要可能，類似的參考數(shù)字都表示類似的部件。
圖1A是本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)的一個實施例的局部剖面?zhèn)纫晥D，照明系統(tǒng)1包括容納用于發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動電子裝置(圖1A中未示出)和屏3的外殼2。該例中，外殼裝有所謂的E27燈帽4，燈帽4上具有已知的機械和電接觸裝置。在照明系統(tǒng)1面對且遠離燈帽4的一側(cè)上，有一個其上裝有大量LED6,6’...7,7’,...8,8’...的支架5。LED6,6’...7,7’,...包括藍光LED6,6’...(最大光譜發(fā)射在430-490nm的波長范圍)和紅光LED7,7’,..(最大光譜發(fā)射在590-630nm的波長范圍)的集合，LED6,6’...7,7’,...排列成使它們發(fā)射的光指向屏3。圖1B非常示意性地示出了LED6,6’...7,7’,...的示意圓形排列的例子(通過圖1A中的線Ⅰ-Ⅰ取剖面)。在面對LED6,6’...7,7’,...的一側(cè)上，屏3具有(漫反射)反射裝置9和變換裝置10。該例中，反射裝置9包括一層BaSO4，這種材料對于可見光來說具有至少為約100％的(漫射)反射系數(shù)。變換裝置10較好包括具有適于將發(fā)自藍光LED6,6’...的藍光(400-480nm)變換成希望的另一波長范圍內(nèi)的綠光(530-565nm)的特性的發(fā)光材料(熒光體)。變換裝置10將一個發(fā)光二極管發(fā)射的可見光變換成另一波長范圍(波長更長)的可見光。表Ⅰ中示出了合適發(fā)光材料的集合，其中對于每種材料來說，示出了450nm的量子效率(QE450)、450nm的吸收系數(shù)(Abs450)和流明當量(LE)。
表Ⅰ適用作本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)的變換裝置的發(fā)光材料(所謂的綠光發(fā)射器)
為得到充分的綠光，并避免損耗，較好是掩埋屏3，并將之設置成根據(jù)發(fā)光材料的反射度，只發(fā)生一種反射，或發(fā)生數(shù)種反射。還希望發(fā)光材料至少基本上全反射紅光LED的光。由反射裝置9有效地混合紅光和藍光LED的光，紅和藍光LED6,6’...7,7’,...相對于屏3定位成使這些LED在照明系統(tǒng)1所發(fā)光的方向11不直接發(fā)射它們的光，但它們的光輸出可以指向屏4的內(nèi)部，只在方向11發(fā)射反射的光。
紅和藍光LED可分開驅(qū)動，于是可以使照明系統(tǒng)1的色溫根據(jù)需要變化和調(diào)節(jié)。其一個例子是應用具有紅和藍光LED的一個二極管鏈，和只有藍光LED的另一二極管鏈(見圖4)。LED的這種順序可以使原色光源中的部分紅光變化。由于藍光發(fā)射與綠光發(fā)射的比例按這種LED(藍光LED6,6’...的直接目的在于具有發(fā)光材料(Ba2SiO4:Eu2+)的層)順序固定，圖1A的例子還含有另外數(shù)個藍光LED 8,8’...，它們在照明系統(tǒng)1的發(fā)射方向11非常發(fā)散地發(fā)光。這種措施能使照明系統(tǒng)1發(fā)射的白光中的紅和藍光部分分別變化。所以，產(chǎn)生了調(diào)節(jié)原色紅和藍光及二次綠光的比例的附加設定可能性，所以，可以提供具有可調(diào)色溫的照明系統(tǒng)1。
借助于例子，表Ⅱ示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)，包括·藍光GaN LED(由Nichia制造)，最大發(fā)射在470nm,FWHM=20nm；·紅光GaP LED(由Hewlett Packard制造)，最大發(fā)射在620nm，F(xiàn)WHM=20nm，每個紅光LED使用兩個到四個藍光LED；·變換裝置，包括一層Ba2SiO4:Eu2+。
表Ⅱ的第1列列出了各種希望的色溫值(Tc)。表Ⅱ的第2、3和4列列出了三種光成分的光譜成分(三種光譜成分的量X的總和為1)。表Ⅱ的第5列列出了該照明系統(tǒng)的色效應指數(shù)(Ra)，第6列列出了該照明系統(tǒng)的發(fā)光效率(lum.eff.)。表Ⅱ示出了綠光(第3列)的比例在不同色溫下改變較小。通過只改變原色光源(藍光和紅光)的分布，很容易在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)該照明系統(tǒng)的色溫。
根據(jù)本發(fā)明的方法，以此方式可以得到具有較高色效應指數(shù)(80≤Ra≤90)的照明系統(tǒng)。
表Ⅱ藍和紅光LED和Ba2SiO4:Eu2+的組合作為本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)的一個實施例發(fā)光材料
圖2示出了本發(fā)明照明系統(tǒng)的一個實施例的發(fā)射光譜。發(fā)射T(任意單位)繪制成作為在色溫Tc=4000K時，藍和紅光LED和Ba2SiO4:Eu2+的組合為發(fā)光材料的可見光之波長λ(nm)的函數(shù)(圖2中的光譜對應于表Ⅱ第4列中的數(shù)據(jù))。圖2中，藍光LED的最大光譜由(a)表示，對應于470nm的波長，紅光LED的最大光譜由(b)表示，對應于620nm的波長。另外，圖2中，發(fā)光材料所發(fā)光的最大光譜由(c)表示對應于550nm的波長。
通過不僅用紅和藍光LED作原色光源，而且例如用不同的LED組合，可以進一步提高根據(jù)本發(fā)明第一方面的色效應指數(shù)(Ra)。根據(jù)本發(fā)明的特別合適的照明系統(tǒng)包括·藍光GaN LED(由Nichia制造)最大發(fā)射470nm,FWHM=20nm；·藍-綠光GaN LED(由Nichia制造)最大發(fā)射520nm,FWHM=40nm；·黃光GaP LED(由Hewlett Packard制造)最大發(fā)射590nm,FWHM=20nm；·紅光GaP LED(由Hewlett Packard制造)，最大發(fā)射620nm，F(xiàn)WHM=20nm；·變換裝置，包括一層Ba2SiO4:Eu2+。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，具有這四種發(fā)光二極管和變換裝置組合的照明系統(tǒng)，就表Ⅱ中所列各色溫而言，具有比兩種二極管組合的情況至少高10個點的色效應指數(shù)(Ra≥90)。這種照明系統(tǒng)具有大于20lm/W的發(fā)光效率。作為比較，典型100W白熾燈具有14lm/W的發(fā)光效率(色溫為2800K，色效應指數(shù)100),500W的鹵素白熾燈具有約19lm/W的發(fā)光效率(色溫為3000K，色效應指數(shù)100)，而36瓦的熒光燈具有約90lm/W的發(fā)光效率(色溫為4000K，色效應指數(shù)85)。通過使用最大光譜發(fā)射在620-670nm的波長范圍內(nèi)的深紅光LED，可以進一步提高該照明系統(tǒng)的色效應指數(shù)。
圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的照明系統(tǒng)的一個替代實施例。圖3B是圖3A所示實施例的側(cè)視剖面圖。照明系統(tǒng)101包括外殼102和屏103。該例包括光在方向111離開照明系統(tǒng)101的孔徑角α，該孔徑角可以通過調(diào)節(jié)螺絲113,113’改變。為此，屏具有調(diào)節(jié)板114,114’,板114,114’上具有細長或槽形孔115,115’。在圖3A所示例子中，該孔徑角α等于40度。該照明系統(tǒng)101包括其上設有數(shù)個LED106,106’...,107,107’...,108,108’..的支架105。LED106,106’..…,107107’...包括藍光LED106,106’...(光譜發(fā)射430λ≤λ≤490nm)和紅光LED107,107’...(光譜發(fā)射590≤λ≤630nm)的交替集合，LED106,106’...,107,107’...設置成它們發(fā)射的光指向屏103(圖3A中虛線水平光線所示的光方向)。該例中，屏103的一部分103’包括可以覆蓋或未覆蓋有例如一層白色顏料BaSO4等反射裝置的鋁反射器。所說屏103在面對LED106,106’...,107,107’..的一側(cè)上，還具有反射裝置109(BaSO4)和變換裝置110的混合系統(tǒng)，所說變換裝置較好包括將藍光(400-480nm)變成綠光(530-565nm)的發(fā)光材料。表Ⅰ中列出了合適的發(fā)光材料組合。由LED106,106’...,107107’...發(fā)射光線和隨后被反射的光線的路徑由圖3A中的虛線示出。圖3A,3B示出的例子還包括數(shù)個另外的藍光LED108,108’，它們在照明系統(tǒng)101的發(fā)光方向111上，表現(xiàn)出非常強的漫發(fā)射。
圖4示出了用于具有可調(diào)色溫的本發(fā)明照明系統(tǒng)中的LED的電路圖。電壓從電源202通過二極管橋201加于藍光LED406,406’...,和紅光LDES407,407’...的設置中。利用選擇開關203，可以根據(jù)需要開或關另外一組藍光LED416,416’...和/或紅光LED417,417’...。
圖5是本發(fā)明第二方面的照明系統(tǒng)的一個實施例的剖面圖。照明系統(tǒng)201包括容納其上設置有數(shù)個LED206；207的支架205的外殼202,202’。LED206；207包括藍光LED206(光譜發(fā)射430≤λ≤490nm)和綠光LED207(光譜發(fā)射510≤λ≤550nm)的交替集合，LED206,207排列成使它們發(fā)射的光指向外殼202’的光學透明部分。該例中，支架205’的一部分包括覆蓋有例如銀層等反射裝置209的銅反射器。該例中，LED上覆蓋有變換裝置210，變換裝置較好包括具有能將綠光(530-565nm)變?yōu)榧t光(610-630nm)的性質(zhì)的發(fā)光材料。能將藍光變?yōu)榧t光的合適熒光體有CaS:Eu,Mn；CaS:Eu；SrS:Eu；(Zn,Cd)S:Ag；SrO:Eu(最大發(fā)射在625nm)；Sr3B2O6:Eu(最大發(fā)射在590nm)；Sr2Mg(BO3)2(最大發(fā)射在605nm)。將綠光變?yōu)榧t光的合適熒光體有CaS:Eu,Mn或CaS:Eu(≤550nm)或SrS:Eu(≤540nm)。
根據(jù)本發(fā)明第二方面非常合適的照明系統(tǒng)包括·藍光GaN LED(由Nichia制造)，最大發(fā)射在470nm,FWHM=20nm；·綠光GaN LED(由Nichia制造)，最大發(fā)射在530nm,FWHM=20nm；·用于每個藍光LED的兩個或三個綠光LED(取決于所需要的色溫)；·變換裝置，包括一層CaS:Eu,Mn根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的優(yōu)點在于，具有高色效應指數(shù)(Ra≥80)，并具有較高的發(fā)光效率(≥20lm/W)和長使用壽命(≥75000小時)。
對于所屬領域的技術人員來說，在本發(fā)明范圍內(nèi)的許多變化是很顯然的。
本發(fā)明要求保護的范圍不限于該文中介紹的各實例?？梢园疵總€新穎的特性的各特性的每種組合實施本發(fā)明。權利要求書中的參考數(shù)字不用于限定所說權利要求的保護范圍。所用術語“包括”并不排除除權利要求中所述部件外的部件。在一個部件前用的“a”或“an”不排除存在多個這種部件。
權利要求
1．一種照明系統(tǒng)(1；101)，包括至少兩個發(fā)光二極管(6,6’…,7,7’...；106,106’...,107,107’...；206,207)，每個所說發(fā)光二極管工作時發(fā)射預定波長范圍內(nèi)的可見光，其特征在于，該照明系統(tǒng)(1；101；201)包括變換裝置(10；110；210)，用于將所說發(fā)光二極管(6,6’...；106,106’；206,207)之一發(fā)射的可見光的一部分變成另一波長范圍內(nèi)的可見光，從而優(yōu)化照明系統(tǒng)的色效應指數(shù)。
2．根據(jù)權利要求1的照明系統(tǒng)，其特征在于，變換裝置(10；110；210)包括發(fā)光材料。
3．根據(jù)權利要求2的照明系統(tǒng)，其特征在于，所說發(fā)光材料可以由400-500nm波長范圍的光激發(fā)。
4．根據(jù)權利要求2的照明系統(tǒng)，其特征在于，所說發(fā)光材料選自(Sr,Ca)2SiO4:Eu2+,Ba2SiO4:Eu2+,SrGa2S4,ZnS:Cu+,ZnS:Au+,ZnS:Al3+,(Zn,Cd)S:Ag+和CaS:Ce3+。
5．根據(jù)權利要求1的照明系統(tǒng)，其特征在于，兩個發(fā)光二極管(6,6’...,7,7’...；106,106’...,107,107’...；)至少包括一個藍光發(fā)光二極管(6,6’...；106,106’...)和至少一個紅光發(fā)光二極管(7,7’...；107,107’...)，其中變換裝置(10；110)包括將藍光發(fā)光二極管(6,6’...；106,106’...)發(fā)射的一部分光變?yōu)榫G光的發(fā)光材料。
6．根據(jù)權利要求5的照明系統(tǒng)，其特征在于，藍光發(fā)光二極管(6,6’...；106,106’...)最大光譜發(fā)射在460-490nm的波長范圍內(nèi)，紅光發(fā)光二極管(7,7’...；107,107’...)最大光譜發(fā)射在610-630nm的波長范圍內(nèi)，發(fā)綠光的發(fā)光材料的最大光譜發(fā)射在510-530nm的波長范圍內(nèi)。
7．根據(jù)權利要求2的照明系統(tǒng)，其特征在于，所說發(fā)光材料受波長在500-560nm范圍內(nèi)的光的激發(fā)。
8．根據(jù)權利要求7的照明系統(tǒng)，其特征在于，所說發(fā)光材料選自CaS:Eu,Mn；CaS:Eu；SrS:Eu；(Zn,Cd)S:Ag；SrO:Eu；Sr3B2O6:Eu；Sr2Mg(BO3)2；CaS:Eu,Mn；CaS:Eu或SrS:Eu。
9．根據(jù)權利要求1的照明系統(tǒng)，其特征在于，兩個發(fā)光二極管(206,207)至少包括一個藍光發(fā)光二極管(206)和至少一個綠光發(fā)光二極管，所說變換裝置(210)包括將藍光和/或綠光發(fā)光二極管(206,207)發(fā)射的一部分光變?yōu)榧t光的發(fā)光材料。
10．根據(jù)權利要求9的照明系統(tǒng)，其特征在于，藍光發(fā)光二極管(206)的最大光譜發(fā)射在460-490nm的波長范圍內(nèi)，綠光發(fā)光二極管(207)的最大光譜發(fā)射在510-550nm的波長范圍內(nèi)，發(fā)紅光的發(fā)光材料的最大光譜發(fā)射在610-630nm的波長范圍內(nèi)。
11．根據(jù)權利要求1或2的照明系統(tǒng)，其特征在于，該照明系統(tǒng)(1；101；102)的色效應指數(shù)至少等于或大于80。
12．根據(jù)權利要求1或2的照明系統(tǒng)，其特征在于，工作時，發(fā)光二極管(6,6’...,7,7’...；106,106’...,107,107’...；)的光通量至少為5lm。
13．根據(jù)權利要求1或2的照明系統(tǒng)，其特征在于，該照明系統(tǒng)(1；101；102)具有反射裝置(9；109；209)。
14．根據(jù)權利要求12的照明系統(tǒng)，其特征在于，反射裝置(9；109；209)包括選自BaSO4,ZnS,ZnO，和TiO2中的一種材料。
15．根據(jù)權利要求12或13的照明系統(tǒng)，其特征在于，變換裝置(10；110；210)設在反射裝置(9；109；209)內(nèi)或上。
16．根據(jù)權利要求1或2的照明系統(tǒng)，其特征在于，通過分別驅(qū)動各發(fā)光二極管(6,6’...,7,7’...8,8’...；106,106’...,107,107’...108,108’...；206,207)，可以調(diào)節(jié)該照明系統(tǒng)(1；101；102)的色溫。
全文摘要
一種照明系統(tǒng)(1),包括至少兩個提供預定波長范圍內(nèi)的可見光的發(fā)光二極管(6,6’…,7,7’…)。本發(fā)明的特征在于,該照明系統(tǒng)(1)具有變換裝置(10),用于將所說發(fā)光二極管(6,6’…)之一發(fā)射的可見光的一部分變成另一波長范圍內(nèi)的可見光,從而優(yōu)化照明系統(tǒng)(1)的色效應指數(shù)。所說變換裝置(10)較好是包括對從400—500nm波長范圍內(nèi)發(fā)射的光敏感的發(fā)光材料。在優(yōu)選實施例中,兩個發(fā)光二極管(6,6’…,7,7’…)包括一個藍光發(fā)光二極管(6,6’….)和一個紅光發(fā)光二極管(7,7’….),變換裝置(10)包括受藍光激發(fā)將藍光變?yōu)榫G光的發(fā)光材料。在另一優(yōu)選實施例中,所說發(fā)光材料對從500—560nm的波長范圍內(nèi)發(fā)射的光敏感。在優(yōu)先實施例中,兩個發(fā)光二極管包括一個藍光發(fā)光二極管和一個綠光發(fā)光二極管,所說變換裝置包括可以受綠光激發(fā)的發(fā)光材料,并用于將所說綠光變成紅光。
文檔編號F21V7/22GK1289454SQ99802435
公開日2001年3月28日 申請日期1999年9月17日 優(yōu)先權日1998年9月28日
發(fā)明者H·F·貝爾納, W·布賽特, T·于斯特爾, H·尼科爾, C·R·隆達, G·哈伯斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司