使用Li曲tTools?光学设计软件进行模拟。实例中的每一个实例使用布置在基座上并且布 置有灯泡或覆盖构件的四个远程英光粉L邸和两个直接发射LED,如图5和图6大体示出， 但是其中远程英光粉L邸具有示于图6和图6a中的构造。
[0082] 使用优化过程进行模拟，对于每个实例实施如下；通过给一些特定输出参数指定 目标值和相对权重来建立优值函数，并且出于优化目的将若干设计参数作为自变量处理并 且为其指定上限和下限。软件随后计算自变量设计参数中的每一个参数的优化值（在其相 应的上限和下限内），该优化值使由特定输出参数定义的优值函数最大化。
[0083] 最关注的输出参数是由光源发射的宽带输出光的颜色，其W CIE X颜色坐标和y颜 色坐标来测量。出于该些CIE X颜色坐标和y颜色坐标的目的，在尺寸为20mmX 20mm并且与 凹面覆盖构件（图5中的覆盖构件540、图6中的覆盖构件640)的顶点相切并W其为中也的 正方形检测平面中，对光源的输出光进行空间平均化。W下是所关注的其他输出参数，其被指 定比输出颜色小若干个数量级的相对权重，使得其不会显著影响优化：光源的福射输出，W 瓦特测量；光源的光度输出，W流明测量；光源输出的显色指数（CRI);光源输出的一般颜色 质量等级（CQS)，其中CQS是指由美国国家标准技术协会（NIST)开发的作为CRI的替代形式 的已知等级，其作为白色光源的照明质量的量度；和光源输出的相关色温（CCT)。所有该些输 出参数都参照来自在指定检测平面处检测到的宽带光源的所有光来评估。
[0084] 在每个模拟中使用六个自变量设计参数；两个直接发射LED中的每一个直接发射 L邸的福射功率输出，其各自界定在0和3瓦特之间；每个直接发射L邸的峰福射波长入， 对于一个（发蓝光）LED,其界定在450与480皿之间，并且对于另一个（发红光）LED,其界 定在550与620nm之间；W及两个英光粉层（参见图6a中的层617、618)的英光粉粒子密 度，其各自界定在0.0001与100, 000, 000粒子/mm3之间。
[0085] 模拟实施例的另外设计特征包括W下各项：
[0086] ?两个直接发射LED(参见图5中的530a、530b，W及图6中的630a、630b)各自具 有正方形131mm发射区域，并且相对于光源的中也（图6中的轴线641)对称地定位，每个 L邸的中也距光源的中也0. 75mm。该些LED的厚度为10微米，并且在其后表面上具有反射 涂层，该反射涂层具有50 %反射率和50 %吸收率。
[0087] ?覆盖构件被建模为漫射灯泡，其W朗伯分布在向前方向上散射光。覆盖构件为半 球形形状，曲率半径为约10mm并且厚度为0.1mm。假设覆盖构件内（即在覆盖构件与远程 英光粉L邸之间）的空间是空气。
[0088] ?假设每个模拟实施例中的四个远程英光粉L邸构造相同，并且其被对称地定位成 距光源的中也（图6中的轴线641)3. 5mm。每个远程英光粉L邸基本上如图6a所示，其中：
[0089] 0平凸主体619的曲率半径为2mm并且厚度为1. 8mm，其被假设为由服7玻璃制成；
[0090] 0二向色反射器616覆盖主体619的整个外部弯曲表面，并且是交替Si02/Ti02 微层的13层叠堆，该叠堆提供垂直入射光的光谱反射率，如图7所示；
[0091] 0层615为0. 1mm厚，并且其折射率为1. 41 ;粟型LED 612的发射表面613在该 层的中也（参照Z轴）中；
[0092] 0粟型L邸612对于发射表面613具有正方形1X 1臟发射区域，厚度为10微米， 并且如同其他L邸那样，具有背反射器。L邸612被定位成使得在曲率中也点620与L邸612 的边缘之间（沿图6a中的y轴）形成化05的间隙。L邸612的福射输出功率为1瓦特。在 一些例子中，四个远程英光粉L邸中的L邸612的峰值波长为445nm并且光谱宽度（FWHM)为 19nm，而在另一个例子中，L邸612的峰值波长为415nm并且光谱宽度（FWHM)为19nm。
[0093] 0英光粉层617、618各自为0. 1mm厚。假设上层618发射红色英光，并且具有由 图8中的曲线810限定的归一化吸收光谱W及由图8中的曲线812限定的归一化发射光谱。 假设下层617发射绿色英光，并且具有由图8中的曲线814限定的归一化吸收光谱W及由 图8中的曲线816限定的归一化发射光谱。假设层617、618中的每一个层由浸入折射率为 1. 41的有机娃粘合剂中的折射率为1. 8的英光粉粒子构成；绿光发射英光粉层的量子效率 为91%，并且发红光英光粉层的量子效率为59% 及
[0094] 0假设下部英光粉层617的后表面为具有98%反射率的朗伯散射体。
[00巧]连例1
[0096] 在第一实例中，粟型LED 612的峰值波长为445皿，并且光源（参见图5中的510 W及图6中的610)的目标输出颜色被设置在针对（X，y)CIE颜色坐标分别为（0. 44, 0. 40) 处。W下在表1中提供其他输出参数的目标值、W及其在优值函数中的相应权重。
[0097] 随后运行光学设计软件。作为模拟的一部分，计算输出参数的优化值。表1中包 括该些计算的结果。还计算六个自变量设计参数的优化值。W下在表2中示出该些计算的 结果。应当注意，在该表中，"红光LED"是指直接发射LED 530a (图5)或630a (图6)，并且 "蓝光LED"是指直接发射LED 530b (图5)或63化（图6)。还计算指定检测器平面中的光 谱功率输出，假设用于所有相应参数的优化值。实例1的该光谱功率输出在图9中示出。
[0098] 衷 1
[0099]
【主权项】
1. 一种用于发射宽带输出光的光源，包括： 基座； 透光覆盖构件，所述透光覆盖构件附接到所述基座； 第一 LED、第二LED、第一英光粉层和第一二向色反射器，所述第一二向色反射器由所 述基座承载并且被所述覆盖构件覆盖； 其中所述第一二向色反射器被构造成将来自所述第一 LED的至少一些激发光反射到 所述第一英光粉层上W使所述第一英光粉层发射第一英光，所述第一二向色反射器还被构 造成透射所述第一英光； 其中所述第二L邸被设置成将从所述第二L邸传播的至少一些光发射至所述覆盖构件 而不穿过包括所述第一二向色反射器的任何二向色反射器。
2. 根据权利要求1所述的光源，其中所述第一 LED、所述第一英光粉层和所述第一二向 色反射器被布置成使得所述至少一些激发光从所述第一 L邸传播至所述第一二向色反射 器而不穿过所述第一英光粉层。
3. 根据权利要求1所述的光源，其中由所述光源发射的光是白色的。
4. 根据权利要求1所述的光源，其中所述第一 L邸发射具有340nm至480nm峰值波长 的光。
5. 根据权利要求1所述的光源，其中所述第一 L邸发射具有400nm至470nm峰值波长 的光。
6. 根据权利要求1所述的光源，其中所述第二L邸是多个非粟型L邸之一。
7. 根据权利要求6所述的光源，其中所述非粟型L邸包括具有在445nm至500nm范围 内的峰值波长的发蓝光LED W及具有在600nm至650nm范围内的峰值波长的发红光LED。
8. 根据权利要求1所述的光源，还包括： 控制器，所述控制器被构造成分别用第一驱动信号和第二驱动信号控制所述第一 LED 和所述第二LED。
9. 根据权利要求1所述的光源，其中所述覆盖构件是光漫射性的。
10. 根据权利要求1所述的光源，其中所述第一二向色反射器是凹面的并且覆盖所述 第一 LED和所述第一英光粉层两者。
11. 根据权利要求1所述的光源，其中所述覆盖构件是凹面的。
12. 根据权利要求1所述的光源，其中由所述光源发射的光是白色的并且具有至少80 的显色指数。
13. 根据权利要求1所述的光源，其中所述第一 L邸是多个粟型L邸之一。
14. 根据权利要求13所述的光源，其中所述第一英光粉层是多个英光粉层之一，并且 其中所述第一二向色反射器是多个二向色反射器之一，所述二向色反射器中的每一个二向 色反射器被构造成将来自所述粟型L邸中的至少一个粟型L邸的激发光反射到对应的所述 英光粉层之一上。
15. 根据权利要求13所述的光源，其中所述粟型LED各自具有带有主发射表面面积的 主发射表面，所述主发射表面面积的总和是集合L邸表面面积ALED，并且其中所述英光粉 层各自具有在其上入射光的主表面，所述英光粉入射表面面积的总和是集合英光粉表面面 积A巧光粉，并且其中A巧光粉/ALED不超过10。
16. 根据权利要求1所述的光源，其中所述第一英光粉层包括图案化的英光粉，所述图 案化的英光粉具有两种或多种不同发射带的英光粉。
17. -种方法，包括： 提供第一 LED、第二L邸和第一英光粉层； 布置第一二向色反射器W截获来自所述第一 LED的至少一些激发光，并且将此类激发 光反射到所述第一英光粉层上W使所述第一英光粉层发射第一英光； 使所述第一英光透射穿过所述第一二向色反射器；W及 将透射穿过所述第一二向色反射器的所述第一英光与由所述第二L邸发射的未穿过 包括所述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。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述提供的步骤包括提供多个粟型LED,所述多 个粟型LED包括所述第一 L邸和第H LED。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述第一二向色反射器还被布置成截获来自所 述第H LED的至少一些激发光，并且将此类激发光反射到所述第一英光粉层上W使所述第 一英光粉层发射更多的所述第一英光。
20. 根据权利要求18所述的方法，其中所述提供的步骤还包括提供第二英光粉层，所 述方法还包括： 布置第二二向色反射器W截获来自所述第H LED的至少一些激发光，并且将此类激发 光反射到所述第二英光粉层上W使所述第二英光粉层发射第二英光； 其中所述组合包括将透射穿过所述第二二向色反射器的所述第二英光与透射穿过所 述第一二向色反射器的所述第一英光组合，W及与由所述第二L邸发射的未穿过任何二向 色反射器的所述L邸光组合，W提供所述宽带输出光。
21. 根据权利要求17所述的方法，其中提供所述第二LED的步骤包括提供多个非粟型 LED,所述多个非粟型L邸包括所述第二L邸和第四LED,并且其中所述宽带输出光还包括由 所述第四L邸发射的未穿过任何二向色反射器的L邸光。
【专利摘要】本发明提供了适用于一般照明应用的光源，所述光源将至少一个远程荧光粉LED和至少一个直接发射LED组合在单个单元中。所述远程荧光粉LED和所述直接发射LED两者由基座承载，并且被可为光漫射性的灯泡或其他合适的覆盖构件覆盖。所述远程荧光粉LED包括第一LED、荧光粉层和第一二向色反射器。来自所述第一LED的激发光由所述第一二向色反射器反射到所述荧光粉层上，以产生由所述第一二向色反射器基本上透射的荧光。来自所述直接发射LED的至少一些光传播至所述覆盖构件而不穿过包括所述第一二向色反射器的任何二向色反射器。所述光源可使用相对少量的荧光粉材料提供白光输出。
【IPC分类】H01L33-50, H01L33-60, H01L33-48
【公开号】CN104541382
【申请号】CN201380028874
【发明人】安德鲁·J·欧德科克, 埃林·A·麦克道尔
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2013年5月2日
【公告号】EP2859594A1, US20150131259, WO2013180890A1