[发明专利]包括单片陶瓷发光转换器的照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及包括辐射源和单片陶瓷发光转换器的照明系统，该单片陶瓷发光转换器包括能够吸收由该辐射源发射的光的一部分的至少一种磷光体并发射波长与吸收光的波长不同的光。该辐射源优选为发光二极管。

背景技术

本领域中已知，借助包括磷光体的发光材料，通过转换在电磁波谱的紫外到蓝光范围内发光的发光二极管的颜色来提供可见光、白色或彩色光照明。

这种磷光体转换的“白光”LED系统尤其基于双色(BY)方法，即，混合黄色和蓝色；这种情况下，输出光的黄色次级分量可由黄色磷光体提供，且蓝色分量可由磷光体提供或者由蓝色LED的初级发光提供。

白光照明系统或者可以基于三色(RGB)方法，也就是混合三种颜色，即红、绿和蓝；这种情况下，红色和绿色分量可由磷光体提供，且蓝色分量可由蓝光LED的初级发光提供。

由于发光二极管技术中的新发展已经提供了在近紫外到蓝光范围发光的非常高效的发光二极管，目前各种各样的彩色和白光磷光体转换发光二极管已经见诸市场，挑战传统的白炽灯和荧光灯照明。

常规的荧光体转换发光装置通常利用如下设计：其上具有蓝光LED的半导体芯片被一层环氧树脂覆盖，该环氧树脂包括一种或多种磷光体的磷光体颗粒(particle)粉末。

在更新的方法中，半导体芯片被一层通过电泳沉积技术(EPD)沉积的一种或多种磷光体颗粒覆盖。这种技术提供了比树脂结合磷光体层薄的磷光体层。这允许更好的色度控制和改善的亮度。

然而，包括磷光体颗粒粉末的现有技术照明系统的问题在于，由于其存在诸多缺陷而无法用于许多用途。

首先，难以沉积厚度均匀的磷光体颗粒层。磷光体颗粒趋于团聚，且因此难以提供具有已知颗粒尺寸的颗粒的均匀磷光体层。由于颜色均匀性需要均匀的层厚度，颜色均匀性难以保证。

其次，常规的磷光体颗粒转变为磷光体层，该磷光体层将LED发射的大部分光背散射回光吸收性较强的芯片内，导致较低的光提取效率。

WO2006/087660披露了一种照明系统，其包括辐射源和单片陶瓷发光转换器，该单片陶瓷发光转换器包括能够吸收由该辐射源发射的光的一部分的至少一种磷光体并发射波长与吸收光的波长不同的光；且其还包括一种或多种第二发光转换器元件，其中该第二发光转换器元件或者为包括磷光体的涂层，或者其中该第二发光转换器元件为包括第二磷光体的第二单片陶瓷发光转换器。

单片陶瓷发光转换器可以是半透明或透明的。因此它们不妨碍光的透射且背散射最小。

然而，WO2006/087660中披露的发光转换器无论在装置内布置于何处或如何布置，大部分第一磷光体颗粒更靠近LED芯片布置，并在第二磷光体颗粒之前接收来自LED芯片的入射光。因此，即使这些包括单片陶瓷发光转换器的装置在跨越其表面时也发生色温的变化。

因此，本发明的目的是提供一种具有改善的发射光颜色均匀性的磷光体转换发光二极管。

发明内容

因此，本发明提供一种照明系统，其包括辐射源和含有复合发光材料的复合单片陶瓷发光转换器，该复合发光材料包括至少一种第一磷光体和至少一种第二磷光体，该至少一种第二磷光体能够吸收由该辐射源发射的光的一部分并发射波长与吸收的光的波长不同的光。

本发明的照明系统将发射光，该光是由辐射源发射的光和由包括多种磷光体的复合单片陶瓷发光转换器发射的光的全面混合。因此，发射的光仅具有人眼察觉不到的颜色的变化，并在强度方面仅具有小的渐变。

根据本发明的特别优选的实施例，辐射源为发光二极管。这种照明系统已知为磷光体转换发光二极管(pcLED)。该复合单片陶瓷发光转换器因此极大地简化了各种几何形状的磷光体转换发光二极管的制造。与常规粉末磷光体解决方案相比，本发明还显示出如下优点：更高的封装效率、更高的亮度、拾放组装以及改善的pcLED色点控制。

根据本发明的一个变型例，该复合发光材料为颗粒-颗粒复合物。包括颗粒-颗粒复合物的该复合单片陶瓷发光转换器可以形成为多种磷光体材料在空间上均分分布的紧凑一体元件。由于磷光体转换发光二极管(pcLED)的白点和显色对装置内磷光体晶粒的空间分布非常敏感，色度控制显著改善。因此，这种pcLED的废品率非常低，因为磷光体的恰当混合易于控制。

根据本发明另一变型例，该复合发光材料为堆叠多层复合物。该复合物包括重复的至少第一和第二成份层。对于不同磷光体材料的联合陶瓷加工不可行的情形，堆叠多层复合物为颗粒-颗粒复合物的有用备选。