一种照明模块(100)包括具有内表面区域(104、106、110)的光混合空腔(109)和窗(108)，所述内表面区域(104、106、110)和窗(108)与LED(102)物理分离。用第一波长转换材料涂覆窗(108)的一部分，用第二波长转换材料涂覆内表面区域(104、106、110)的一部分。可以用LuAG：Ce涂覆窗(108)。也可以用峰值发射波长在615‑655nm之间的第三波长转换材料来涂覆窗(108)，其中，在相同CCT下从窗(108)发射的光的光谱响应在黑体辐射体的20％内。LED(102)可以发射由光混合空腔(109)以大于130lm/W的颜色转换效率比转换的光，其中光混合空腔(109)包括峰值发射波长在508‑528纳米之间和615‑655纳米之间的两个光致发光材料。
【技术实现步骤摘要】
具有高显色指数的高效率基于LED的照明模块本申请是中国专利申请“具有高显色指数的高效率基于LED的照明模块”(申请号：201510976280.4，分案提交日：2015年12月23日)的分案申请，且该中国专利申请“具有高显色指数的高效率基于LED的照明模块”(申请号：201510976280.4)是申请日为2011年02月10日的中国专利申请“具有高显色指数的高效率基于LED的照明模块”(申请号：201180022262.2)的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求2010年3月4日递交美国专利申请No.12/717,880的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
所描述的实施例涉及包括发光二极管(LED)的照明模块。
技术介绍
显色指数(CRI)是与理想或自然光源相比光源忠实再现不同对象颜色能力的量化度量。CRI系统由国际照明协会(CIE)管理。CIE选择15个测试颜色样本来对白光源的颜色特性进行分级。前八个测试颜色样本是相对低的饱和色，并且均匀地分布在完整色调范围上。采用这八个样本来计算一般显色指数Ra。简单地将一般显色指数Ra计算为前八个显示指数值R1-R8的平均。其他7个样本提供与光源的显色特性有关的补充信息；前四个样本集中于高饱和，后三个样本代表公知对象。通过将光源的光谱响应分别与每个测试颜色样本的光谱响应相比较，计算特定相关色温(CCT)的一组显色指数值R1-R15。计算包括：获取被测波长范围上任何数目的等间隔波长下测试颜色样本的光谱功率分布与被测光源的光谱功率分布之间的差值ΔEj。基于这些差值，每个特定显色指数值计算如下：与各个CRI指数相关联的测试颜色样本被设计为，使得特定理想或自然光源对于每个指数应当实现CRI值100。例如，在5,000开氏温度以下，将黑体辐射体视为理想光源。因此，5,000开氏温度以下的黑体辐射体对于每个特定CRI值具有100的CRI。白炽灯具有接近100的CRI等级，这是因为可以将白炽灯构造成非常接近黑体辐射体。光谱功率分布有限的光源(例如，弧光灯或发光二极管(LED))典型地呈现极低CRI值。通常，由于实现高CRI值的照明源在可见光谱上提供了有色对象的逼真显色，因此这种照明源是令人期待的。合并了LED并具有高CRI值的光源是令人期待的。
技术实现思路
一种照明模块，包括：光混合空腔，具有与至少一个发光二极管(LED)物理分离的内表面区域，并且被配置为将从LED发射的光引导至输出窗，输出窗与LED物理分离并且置于LED的上方。用第一波长转换材料涂覆输出窗的一部分，并且用第二波长转换材料涂覆内表面区域的一部分。输出窗上的波长转换材料可以包括掺杂铈的镥铝石榴石(LuAG：Ce)。输出窗上的波长转换材料还包括峰值发射波长在615到655之间的波长转换材料，其中，在相同CCT下从输出窗发射的光的光谱响应在黑体辐射体的20％内，更具体地在15％内，对于λ＝500nm至λ＝650nm，测量CCT为max((test(λ)-Blackbody(λ))/Blackbody(λ))。LED可以发射第一彩色光，光混合空腔以大于130lm/W的颜色转换效率比将第一彩色光转换成的第二彩色光，颜色转换效率比被测量为模块输出的光通量除以LED的辐射输出功率，其中，光混合空腔包括峰值发射波长在508到528纳米之间的第一光致发光材料和峰值发射波长在615到655纳米之间的第二光致发光材料。此外，在以下详细描述中描述其他细节和实施例以及技术。该
技术实现思路
的目的不在于限定本专利技术。本专利技术由权利要求来限定。附图说明其中相似数字表示相似组件的附图示出了本专利技术的实施例。图1示出了相关色温(CCT)为3,000开氏温度的黑体辐射体的光谱响应与峰值发射接近450纳米的示例性LED的光谱响应。图2示出了LED和若干光致发光材料的发射光谱。图3示出了关于图2讨论的LED的发射光谱和三个磷光体的激发光谱。图4示出了发光二极管(LED)照明设备的实施例的透视图。图5示出了LED照明设备的组件的分解图。图6示出了LED照明设备的实施例的透视截面图。图7A示出了2,700开氏温度下黑体辐射体的仿真发射光谱以及基准照明模块和高CRI照明模块的测量发射光谱。图7B针对图7A的基准和高CRI照明模块比较每个特定CRI值。图8A示出了3,000开氏温度下黑体辐射体的仿真发射光谱以及基准照明模块和高CRI照明模块的测量发射光谱。图8B针对图8A的基准和高CRI照明模块比较每个特定CRI值。图9A示出了4,000开氏温度下黑体辐射体的仿真发射光谱以及基准照明模块和高CRI照明模块的测量发射光谱。图9B针对图9A的基准和高CRI照明模块比较每个特定CRI值。图10示出了一组波长范围上针对多个照明模块的测量光谱与黑体曲线的最大百分比偏离。图11示出了针对具有三个磷光体的高效高CRI照明模块以及具有两个磷光体的基准照明模块的颜色转换效率和CRI的提高。图12A示出了两个不同目标CCT下三组高效高CRI模块的颜色转换效率。图12B示出了两个不同目标CCT下另外三组高效高CRI模块的颜色转换效率。具体实施方式现在详细参考背景示例和本专利技术的一些实施例，在附图中示出了本专利技术的示例。图1示出了相关色温(CCT)为3,000开氏温度的黑体辐射体的光谱响应。如上所述，在5,000开氏温度以下，对于黑体辐射体将各个CRI指数值设计为100。因此，设计在5,000开氏温度以下的CCT处呈现高CRI值的照明模块的方法在于：在感兴趣的波长范围(例如，可见光谱)上设计该模块，以便发射光谱功率分布与黑体辐射体的光谱功率分布几乎匹配的光。图1还示出了峰值发射接近450纳米的示例性LED的光谱响应。可以选择峰值发射在380到490纳米之间的LED作为基于LED的照明模块中的光的来源，这是因为该峰值波长范围中LED的辐射效率。然而，如图1所示，LED的光谱响应非常窄，随着黑体辐射体的光谱响应大幅变化，并且CRI极低。为了实现来自基于LED的照明模块的高CRI值的光输出，将LED的窄带发射的一部分转换成各种较高波长，以更接近地仿真黑体辐射体的光谱响应。图2示出了LED和若干光致发光材料的发射光谱，如本专利文献中所述，当LED与若干光致发光材料相结合时，它们的发射光谱几乎与3,000开氏温度处的黑体辐射体的光谱响应匹配。示例性光致发光材料中的每一个具有特有的化学成分，例如特定磷光体。尽管可以混合不同的磷光体，对于本专利文献而言，光致发光材料是仅一个不同的化学化合物，而不是混合物。可以用于针对每个CRI指数R1-R15获得高CRI值的高效照明模块的示例磷光体包括以下磷光体，例如：CaAlSiN3：Eu、SrAlSiN3：Eu、CaAlSiN3：Eu、Ba3Si6O12N2：Eu、Ba2SiO4：Eu、Sr2SiO4：Eu、Ca2SiO4：Eu、Ca3Sc2Si3O12：Ce、Ca3Mg2Si3O12：Ce、CaSc2O4：Ce、CaSi2O2N2：Eu、SrSi2O2N2：Eu、BaSi2O2N2：Eu、Ca5(PO4)3Cl：Eu、Ba5(PO4)3Cl：Eu、Cs2CaP2O7、Cs2SrP2O7、SrGa2S4：Eu、Lu3Al5O12：Ce、Ca8Mg(SiO本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置，包括：至少一个发光二极管LED，可操作于发射第一彩色光；以及主光混合空腔，可操作于将第一彩色光转换成第二彩色光，其中所述主光混合空腔包括峰值发射波长在508纳米到528纳米之间的第一光致发光材料以及峰值发射波长在615纳米到655纳米之间的第二光致发光材料，其中对于500纳米到650纳米之间的波长，所述第二彩色光的光谱响应在相同相关色温的黑体辐射体的20％内。
【技术特征摘要】
2010.03.04 US 12/717,8801.一种装置，包括：至少一个发光二极管LED，可操作于发射第一彩色光；以及主光混合空腔，可操作于将第一彩色光转换成第二彩色光，其中所述主光混合空腔包括峰值发射波长在508纳米到528纳米之间的第一光致发光材料以及峰值发射波长在615纳米到655纳米之间的第二光致发光材料，其中对于500纳米到650纳米之间的波长，所述第二彩色光的光谱响应在相同相关色温的黑体辐射体的20％内。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二彩色光从第一波长转换材料发射，其中所述第一波长转换材料包括峰值发射波长在508纳米到528纳米之间的第一光致发光材料以及峰值发射波长在615纳米到655纳米之间的第二光致发光材料。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一波长转换材料包括峰值发射波长在545纳米到565纳米之间的第三光致发光材料。4.根据权利要求3所述的装置，其中，第一光致发光材料是掺杂了铈的镥铝石榴石(LuAG：Ce)，第三光致发光材料是掺杂了铈的钇氧化铝(Y3Al5O12：Ce)，且第二光致发光材料是(SrCa)AlSiN3：Eu。5.根据权利要求3所述的装置，其中，将第...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰勒德·哈伯斯，拉格拉姆·L·V·帕特瑞，
申请(专利权)人：吉可多公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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