使用远程荧光粉led和直接发射led组合的混合灯泡的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明整体涉及光源，就具体应用而言涉及包括发光二极管（LED)和英光粉的固 态光源。本发明还涉及相关的制品、系统和方法。
【背景技术】
[0002] 发射宽带光的固态光源是已知的。在一些情况下，此类光源通过将发射黄光的英 光粉层施加到蓝光L邸上来制备。当来自蓝光L邸的光穿过英光粉层时，蓝光中的一些被 吸收，并且所吸收能量中的相当大一部分被英光粉再发射为可见光谱中的较长波长的斯巧 克斯频移光，通常为黄光。英光粉厚度为足够薄的，W使得蓝色L邸光中的一些完全穿过英 光粉层，并且与来自英光粉的黄光组合，从而提供具有白色外观的宽带输出光。
[0003] 另外已提出了其他的LED粟浦型英光粉光源。在美国专利7, 091，653 (Ouderkirk 等人）中，讨论了其中将来自LED的紫外光扣V)由长通反射器反射到英光粉层上的光源。 英光粉层发射被长通反射器基本上透射的可见光（优选地为白光）。LED、英光粉层、和长通 滤波器被布置为使得紫外光在从L邸传播到长通反射器时并不穿过英光粉层。
【发明内容】
[0004] 我们已研制出新系列的宽带固态光源。在一般照明应用中可被制造W用作灯泡的 该些光源在单个"混合"单元内组合至少一个远程英光粉L邸和至少一个直接发射LED。远 程英光粉L邸和直接发射L邸均由基座承载，并且被可为光漫射性的灯泡或其他合适的覆 盖构件覆盖。远程英光粉L邸包括第一 LED、英光粉层和第一二向色反射器。来自第一 LED 的激发光由第一二向色反射器反射到英光粉层上，W产生由第一二向色反射器基本上透射 的英光。来自直接发射L邸的至少一些光传播至覆盖构件而不穿过任何二向色反射器（包 括第一二向色反射器）。光源可使用相对少量的英光粉材料提供白色光输出。
[0005] 本文尤其描述了混合光源，该混合光源发射宽带输出光，并且包括基座、附接到基 座的透光覆盖构件、第一 LED、第二LED、第一英光粉层、和由基座承载并且被覆盖构件覆盖 的第一二向色反射器。第一二向色反射器被构造成将来自第一 L邸的至少一些激发光反射 到第一英光粉层上W使第一英光粉层发射第一英光。第一二向色反射器还被构造成基本上 透射第一英光。第二L邸被设置成将从第二L邸传播的至少一些光发射至覆盖构件而不穿 过任何二向色反射器（包括第一二向色反射器）。光源还可包括被构造成分别用第一驱动 信号和第二驱动信号控制第一 L邸和第二LED的控制器。
[0006] 第一 LED、第一英光粉层和第一二向色反射器可被布置成使得至少一些激发光从 第一 LED传播至第一二向色反射器而在穿过第一英光粉层。由光源发射的宽带输出光对普 通观察者而言基本上是白色的外观。第一 LED可发射具有340至480皿、或400至470皿峰 值波长的光。
[0007] 第二LED可为多个非粟型LED之一。非粟型LED可包括具有在445至500皿范围 内的峰值波长的发蓝光LED、和具有在600至650nm范围内的峰值波长的发红光LED。
[0008] 覆盖构件可为光漫射的，并且可为凹面的。第一二向色反射器可为凹面的，并且可 覆盖第一 L邸和第一英光粉层两者。由光源发射的宽带输出光可基本上为白色并且具有至 少80的显色指数。
[0009] 第一 LED可为多个粟型LED之一。另外，第一英光粉层可为多个英光粉层之一，并 且第一二向色反射器可为多个二向色反射器之一。二向色反射器中的每一个二向色反射器 可W被构造成将来自粟型L邸中的至少一个粟型L邸的激发光反射到对应的英光粉层之一 上。粟型LED可各自具有主发射表面，该主发射表面具有主发射表面面积，该主发射表面面 积的总和为集合L邸表面面积ALED。另外，英光粉层可各自具有在其上入射光的主表面，英 光粉入射表面面积的总和为集合英光粉表面面积A英光粉。A英光粉/AL邸的比率可不超 过50、或20、或15、或10、或5、或2。
[0010] 还描述了该样的方法，该方法包括提供第一 LED、第二L邸和第一英光粉层，W及 布置第一二向色反射器W截获来自第一 LED的至少一些激发光，并且将此类激发光反射到 第一英光粉层上W使第一英光粉层发射第一英光。该方法还可包括将第一英光基本上透射 穿过第一二向色反射器，W及将透射穿过第一二向色反射器的第一英光与由第二L邸发射 的未穿过包括第一二向色反射器的任何二向色反射器的L邸光组合，W提供宽带输出光。
[0011] 在该方法中，该提供步骤可包括提供多个粟型LED,所述多个粟型L邸包括第一 L邸和第H LED。在一些情况下，第一二向色反射器还可被布置成截获来自第H L邸的至少 一些激发光，并且将此类激发光反射到第一英光粉层上W使第一英光粉层发射更多的第一 英光。该提供步骤还可包括提供第二英光粉层，并且该方法还可包括布置第二二向色反射 器W截获来自第H LED的至少一些激发光，并且将此类激发光反射到第二英光粉层上，W 使第二英光粉层发射第二英光。该组合步骤可包括将透射穿过第二二向色反射器的第二英 光与透射穿过第一二向色反射器的第一英光组合，W及与由第二L邸发射的未穿过任何二 向色反射器的L邸光组合，W提供宽带输出光。
[0012] 提供第二LED的步骤可包括提供多个非粟型LED,所述多个非粟型L邸包括第二 L邸和第四LED,并且宽带输出光还可包括由第四L邸发射的未穿过任何二向色反色器的 L邸光。
[0013] 还讨论了相关的方法、系统、和制品。
[0014] 本专利申请的该些和其他方面从下文的【具体实施方式】中将显而易见。然而，在任 何情况下都不应将上述
【发明内容】
理解为是对要求保护的主题的限制，要求保护的主题仅由 所附权利要求书限定，因为在审查期间可W进行修改。
【附图说明】
[0015] 图1是组合远程英光粉L邸和直接发射LED的宽带光源的示意性侧视图或剖视 图；
[0016] 图2a至图2d是展示可用于给定远程英光粉L邸中的一些不同颜色或波长组合的 功能图；
[0017] 图3是远程英光粉LED的示意性透视图；
[0018] 图4是另一个远程英光粉LED的示意性透视图；
[0019] 图5是组合若干远程英光粉L邸与若干直接发射LED的宽带光源的示意性透视 图；
[0020] 图6是组合若干远程英光粉L邸与若干直接发射L邸的另一个宽带光源的示意性 侧视图或剖视图；
[0021] 图6a是用于图6的光源中的远程英光粉LED的示意性侧视图或剖视图；
[0022] 图7是二向色反射器的光谱反射率的曲线图；
[0023] 图8是用于远程英光粉LED中的两种英光粉材料的光谱特性的曲线图；
[0024] 图9-图12是四种不同模拟宽带光源的光谱功率输出的曲线图；并且
[0025] 图13-图15是提供宽带光的H种不同模拟基准装置的光谱功率输出的曲线图；
[0026] 在该些附图中，类似的参考标号指示类似的元件。
【具体实施方式】
[0027] 我们已发现，具有特别有益的设计特征的宽带固态光源可W通过将一个或多个远 程英光粉L邸的光输出与一个或多个直接发射L邸的光输出组合来构造。所得的混合光源 可具有稳固的固态设计，并且可有效利用L邸和英光粉材料。光源还可提供具有所需特性 诸如高显色指数（CRI)的白色光输出。在一般照明应用中，光源可用作灯泡，或者可用于其 他更专业的应用。
[002引在本专利申请中，"发光二极管"或"LED"是指发射光的二极管，不管发射的是可 见光、紫外光还是红外光，但在许多实际实施例中，发射的光的峰值波长将为在约340至 650nm、或约400至650nm的范围内。术语L邸包括作为"L邸"（不论是常规型还是超福射 型）销售的非相干的封闭或封装的半导体器件、W及相干半导体器件（例如激光二极管，包 括（但不限于）垂直腔面发射激光器（VCS化)）。"L邸晶粒"为L邸最基本的形态，即经半 导体加工程序制成的单个元件或芯片。例如，L邸晶粒可由一种或多种HI族元素的组合和 一种或多种V族元素的组合形成（III-V半导体）。合适的III-V半导体材料的实例包括氮 化物（例如氮化嫁）和磯化物（例如磯化嫁钢）。还可使用其他类型的III-V族材料W及 元素周期表中其他族的无机材料。元件或芯片可包括适用于施加电力W使装置通电的电触 点。例子包括引线结合、卷带自动接合（TAB)或倒装芯片结合技术。部件或芯片的各个层 和其他功能元件通常W晶片级形成，然后可W将加工好的晶片切成单片零部件，W产生大 量的LED晶粒。LED晶粒可经构造W用于表面安装、芯片直接贴装或其他已知的安装构造。 一些封装的LED通过在LED晶粒和相关联的反射杯之上形成聚合物封壳而制成。LED可在 若干种基底之一上生长。例如，可在蓝宝石、娃、和氮化嫁上通过外延生长GaN LED。就本专 利申请的目的而言，"LED"还应视为包括通常称为0L邸的有机发光二极管。
[0029] 用于激发或"粟送"单独的英光粉材料的L邸在本文中可被称为"粟型LED "。英 光粉吸收由粟型L邸发射的光中的一些或全部，并且将吸收的能量中的一些作为斯巧克斯 频移（较长波长的）英光重新发射。出于本专利申请的目的，英光通常基本上在可见光波 长范围内，并且来自粟型L邸的激发光通常在可见光谱（例如蓝绿光、蓝光或紫光）的短波 长末端处或附近、或在近紫外光中。不用于激发或粟送单独的英光粉材料的L邸在本文中 可被称为"非粟型L邸"。如本文所用，术语"远程英光粉LED"是指子系统，其包括；至少一 个粟型LED ;至少一个英光粉层或主体，其在结构上有效地与粟型L邸分开、但光学禪合到 其上；和二向色反射器，其将来自粟型L邸的光基本上反射至英光粉并且基本上透射斯巧 克斯频移英光。优选地，该些部件被布置成使得激发光从粟型L邸传播至二向色反射器而 不穿过英光粉层。
[0030] 图1 W粗略示意图形式示出了示例性宽带固态光源110。光源110包括远程英光 粉LED 111、直接发射LED 130和透光覆盖构件140。安装结构和其他部件（未示出）在相 对于彼此的固定空间位置中用于保持标记部件，W便产生所需的宽带输出光101。
[0031] 远程英光粉LED 111为照明子系统，其包括至少一个粟型LED 112、至少一个英光 粉层114和二向色反射器116。粟型LED 112发射能够激发英光粉的光113a。激发光113a 的仅两条光线在附图中示出，但读者将理解，L邸通常在宽泛范围的方向上（例如在朗伯分 布中）和波长段上发射激发光。激发光113a通常在可见光谱的短波长末端处或附近、或在 近紫外光中。例如，激发光可具有340至480nm、或400至470nm范围内的峰值波长。虽然 只有一个粟型LED 112在附图中示出，但如本文在别处所讨论的，不止一个粟型L邸可包括 在给定远程英光粉L邸子系统中。激发光113a基本上由二向色反射器116作为反射激发 光113b而反射。
[0032] 远程英光粉LED 111还包括在结构上有效地与粟型LED 112分开、但光学禪合到 其上的英光粉层114。英光粉层114吸收入射（反射）激发光113b中的一些或全部，并且 将吸收的能量中的一些作为较长波长的英光115a重新发射。英光115a通常被英光粉材料 沿所有方向发射，并且该种光本身通常为宽带的，如下文进一步讨论。英光115a中的一些 朝二向色反射器116传播。该种光基本上由反射器116透射而产生透射的英光1巧b。在一 些情况下，反射器116还可透射激发光113a中的一些（通常是小部分）。透射的英光1巧b W及来自粟型LED 112的透射穿过二向色反射器116的任何光然后向前传播至覆盖构件 140,其中为透射的，任选地具有如英光115c所示的所需程度的雾度或散射。
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