CN112789949B - 具有高显色性和生物效应的白光的可切换系统 - Google Patents

具有高显色性和生物效应的白光的可切换系统 Download PDF

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Abstract

本公开提供了用于产生可调白光的系统。该系统包括多个LED串，该多个LED串产生的光的色点位于红色范围、蓝色范围、短蓝泵浦青色范围和长蓝泵浦青色范围内，每个LED串均由可单独控制的驱动电流驱动，以调节产生的光输出。通过组合由红色通道、蓝色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道产生的光来生成白光的方法。在具有不同的EML的基本上相同的1931CIE色度图颜色坐标处生成白光点的方法。

Description

具有高显色性和生物效应的白光的可切换系统
发明人：
Raghuram L.V.PetSuri,Paul Kenneth Pickard
申请人：
生态感应照明股份有限公司(EcoSense Lighting Inc.)
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月30日提交的美国临时专利申请号为62/712,191的美国临时专利申请，其与2018年3月2日提交的国际申请号为PCT/US2018/020792的国际申请相关；2018年1月11日提交的美国临时专利申请号为62/616,401的美国临时专利申请；2018年1月11日提交的美国临时专利申请号为62/616,404的美国临时专利申请；2018年1月11日提交的美国临时专利申请号为62/616,414的美国临时专利申请；2018年1月11日提交的美国临时专利申请号为62/616,423的美国临时专利申请；和2018年2月23日提交的美国临时专利申请号为62/634,798的美国临时专利申请的权益，通过引用将其全部内容并入本文，如同在此进行完整阐述。
技术领域
本公开属于固态照明领域。特别地，本公开涉及用于提供具有高显色性能的可调白光的装置和方法。
背景技术
在本领域中已知各种各样的发光装置，包括例如白炽灯泡、荧光灯以及例如发光二极管(“LED”)之类的半导体发光装置。
存在有多种资源可用来描述从发光装置发出的光，一种常用的资源是1931CIE(国际照明委员会)色度图。1931CIE色度图根据两个CIE参数x和y绘制了人类的颜色感知。光谱颜色分布在轮廓空间的边缘周围，其中包括人眼感知到的所有色相。边界线表示光谱色的最大饱和度，内部表示包括白光的较不饱和颜色。该图还描绘了具有相关色温的普朗克轨迹，也称为黑体轨迹(BBL)，其表示色度坐标(即色点)，该色度坐标对应于在不同温度下来自黑体的辐射。因此，可以根据它们的相关色温(CCT)来描述在BBL上或附近产生光的发光体。这些发光体为人类观察者带来令人愉悦的“白光”，一般照明通常使用1,800K到10,000K之间的CCT值。
显色指数(CRI)被描述为由光源产生的光的颜色的活力的指示。实际上，CRI是相对于参考光源(通常是黑体辐射器或日光光谱)与特定光源照明时对象表面颜色变化的相对度量。特定光源的CRI值越高，则光源渲染用于照明的各种对象的颜色就越好。
显色性能可以通过本领域已知的标准度量来表征。可以基于99个色彩评估样本(“CES”)的光源色彩再现来计算保真度指数(Rf)和色域指数(Rg)。99CES提供统一的色彩空间覆盖，旨在使光谱灵敏度保持中立，并提供与各种真实物体相对应的颜色样本。Rf值的范围从0到100，与参考光源相比，表示光源渲染颜色的保真度。实际上，Rf是相对于参考光源(通常是黑体辐射器或日光光谱)与特定光源照明时对象表面颜色变化的相对度量。特定光源的Rf值越高，则光源呈现用于照明的各种对象的颜色就越好。色域指数Rg评估与参考光源相比，光源对99CES饱和或不饱和的程度。
相对于传统的白炽灯或荧光灯，LED可能具有很高的功率效率。大多数LED是基本上单色的光源，看起来发射具有单色的光。因此，大多数LED发出的光的光谱功率分布紧密地围绕“峰值”波长居中，其是LED的光谱功率分布或“发射光谱”达到最大(如由光电探测器检测到的波长)的单个波长。LED通常具有约10nm至30nm的全宽半最大波长范围，相对于人眼可见光的宽范围(约380nm至800nm)而言相对较窄。
为了使用LED生成白光，已经提供了包括两个或更多个LED的LED灯，每个LED发出不同颜色的光。不同的颜色组合以产生期望的强度和/或白光颜色。例如，通过同时激励红色、绿色和蓝色LED，所产生的组合光可能呈现白色或接近白色，这取决于例如源红色、绿色和蓝色LED的相对强度、峰值波长和光谱功率分布。由于远离LED峰值波长的区域中的光谱功率分布存在间隙，因此红色、绿色和蓝色LED的总发射通常会为一般照明应用提供较差的显色性。
还可以通过利用一种或多种发光材料(例如磷光体)将由一个或多个LED发射的一些光转换为一种或多种其他颜色的光来生成白光。LED发出的未被发光材料转换的光与发光材料发出的其他颜色的光的组合可能会产生白色或接近白色的光。
现有技术已经提供了LED灯，其可以发射具有一定范围内的不同CCT值的白光。这样的灯利用两个或多个具有或不具有发光材料的LED，其各自的驱动电流被增大或减小以增大或减小每个LED发出的光量。通过可控地改变灯中各种LED的功率，可以将发出的全部光调整为不同的CCT值。可以提供足够的显色值和效率的CCT值范围受LED选择的限制。
白色人造照明发出的光的光谱分布会影响昼夜生理性、机敏性以及认知表现水平。明亮的人造光可用于多种治疗应用，例如治疗季节性情感障碍(SAD)、某些睡眠问题、抑郁、飞行时差反应、帕金森氏病患者的睡眠障碍、轮班工作对健康造成的影响以及人体生物钟的重置。人工照明可能会改变自然过程，干扰褪黑激素的产生或破坏昼夜节律。与其他有色光相比，蓝光可能会通过破坏其生物过程来影响活生物体，而这些生物过程可能依赖于日光和黑暗的自然循环。傍晚和晚上暴露在蓝光下可能会对人的健康有害。较低波长的某些蓝光或宝蓝色光可能会对人眼和皮肤造成危害，例如对视网膜造成损害。
在提供能够在一系列CCT值范围内提供白光，同时实现高效率，高光通量，良好的显色性和可接受的颜色稳定性的LED灯方面，仍然存在重大挑战。提供能够提供所需照明性能同时允许控制昼夜节律能量性能的照明装置也是一个挑战。
发明内容
本公开提供了半导体发光装置的各方面，其包括第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串，其中每个LED串包括具有相关联的发光体介质的一个或多个LED，其中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串及其相关联的发光体介质分别包括红色通道、蓝色通道、短蓝泵浦青色(short-blue-pumped cyan)通道和长蓝泵浦青色(long-blue-pumped cyan)通道，在1931CIE色度图上分别在红色区域、蓝色区域、短蓝泵浦青色区域和长蓝泵浦青色区域内分别产生第一不饱和色点、第二不饱和色点、第三不饱和色点和第四不饱和色点。所述装置进一步包括控制电路，其能够配置为调节由第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光的组合产生的第五不饱和光的第五色点，所述第五色点落在黑体轨迹上任何点周围的7阶(step)MacAdam椭圆内，该任何点的相关色温在1800K和10000K之间。该装置能够配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光具有Rf大于或等于约88的光，Rg大于或等于约98且小于或等于约104的光，或两者兼有。该装置能够配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中沿着相关色温在约1800K和10000K之间的点，在每个点生成的光具有Ra大于或等于约92的光，沿着相关色温在约2000K到约10000K之间的点，在每个点生成的光具有R9大于或等于85的光，或两者兼有。该装置能够配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中沿着相关色温在约2000K和约10000K之间的大于或等于90％的点，在每个点生成的光具有R9大于或等于92的光。该装置能够配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光具有的光具备以下中的一个或多个：沿着相关色温高于约2100K的点，EML大于或等于约0.45；沿着相关色温高于约2400K的点，EML大于或等于约0.55；沿着相关色温高于约3000K的点，EML大于或等于约0.7，沿着相关色温高于约4000K的点，EML大于或等于约0.9；以及沿着相关色温高于约6000K的点，EML大于或等于约1.1。该装置能够配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光具有R13大于或等于约97的光，R15大于或等于约94的光，或两者兼有。该蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域包括以下区域的组合：由连接普朗克轨迹的无限点(infinity point)的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线、以及光谱轨迹定义的区域；以及由连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、以及来自4000K到无限CCT的普朗克轨迹定义的区域。该蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定的CCT线、紫色线和光谱轨迹。蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线，以及来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.231，0.218)、(0.265，0.260)、(0.2405，0.305)和(0.207，0.256)的线定义。红色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：1600K的恒定CCT线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx，ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线以及1600K的恒定CCT线。红色区域可以包括1931CIE色度图上由连接ccx，ccy坐标(0.576、0.393)、(0.583、0.400)、(0.604、0.387)和(0.597、0.380)的线定义的区域。短蓝泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包含1931CIE色度图上的区域，该区域由连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和1800K之间的普朗克轨迹、1800K的恒定CCT线以及光谱轨迹定义。短蓝色泵浦青色区域、长蓝色泵浦青色区域或两者都可以包含1931CIE色度图上的区域，该区域由连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的恒定CCT线以及光谱轨迹定义。短蓝色泵浦青色区域、长蓝色泵浦青色区域或两者都可以包含1931CIE色度图上的区域，该区域由4600K的恒定CCT线、光谱轨迹、1800K的恒定CCT线以及4600K和1800K之间的普朗克轨迹定义。短蓝色泵浦青色区域、长蓝色泵浦青色区域或两者都可以包含1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.360，0.495)、(0.371，0.518)、(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线所界定的区域定义。短蓝泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包含1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.497，0.469)、(0.508，0.484)、(0.524，0.472)和(0.513，0.459)的线定义。红色通道、蓝色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道中的一个或多个的光谱功率分布可以落在表1和表2所示的最小范围和最大范围内。红色通道可以具有光谱功率分布，其中光谱功率处于参考波长范围以外的一个或多个波长范围内，与表3和表4中显示的红色通道值相比，光谱功率增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。蓝色通道可以具有光谱功率分布，其中光谱功率处于参考波长范围以外的一个或多个波长范围内，与表3和表4中显示的蓝色通道值相比，光谱功率增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。短蓝泵浦青色通道可以具有光谱功率分布，其中光谱功率处于参考波长范围以外的一个或多个波长范围内，与表3中所示的蓝色短泵浦青色通道的值相比，光谱功率增加或减少幅度在30％以内，20％以内，10％以内，或5％以内。长蓝泵浦青色通道可以具有光谱功率分布，其中光谱功率处于参考波长范围以外的一个或多个波长范围内，与表3中显示的长蓝泵浦青色通道的值相比，光谱功率增加或减少幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。第四LED串中的一个或多个LED可以具有在大约480nm与大约505nm之间的峰值波长。第一，第二和第三LED串中的一个或多个LED可以具有在大约430nm与大约460nm之间的峰值波长。
在一些方面，本公开提供了生成白光的方法，该方法包括提供第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串，每个LED串包括具有相关联发光体介质的一个或多个LED，其中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串及其相关联的发光体介质分别包括红色通道、蓝色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道，产生第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光，其中其色点分别位于1931CIE色度图上的红色区域、蓝色区域、短蓝泵浦青色区域和长蓝泵浦青色区域内，所述方法还包括提供控制电路，该控制电路配置为调整由第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光的组合产生的第五不饱和光的第五色点，第五个色点落在黑体轨迹上任何点的7阶MacAdam椭圆内，该任何点的相关色温在1800K和10000K之间，以及产生第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光中的两个或更多个，并组合产生的两个或更多个不饱和光以产生第五不饱和光。
在一些方面，本公开提供了利用本文描述的半导体发光装置生成白光的方法。在某些实施方式中，可以使用不同的操作模式来生成白光。在某些实施方式中，可以在不同的操作模式下产生具有相似的CCT值的基本相同的白光点，每个操作模式利用本公开的蓝色通道、红色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道的不同组合。在某些实施方式中，可以使用两种操作模式，其中包括使用装置的蓝色通道、红色通道和短蓝泵浦青色通道的第一操作模式和使用装置的蓝色通道、红色通道和长蓝泵浦青色通道的第二操作模式。在某些实施方式中，在第一操作模式和第二操作模式之间进行切换可以使EML值提高约5％，约10％，约15％，约20％，约25％，约30％，约35％，约40％，约45％，约50％，约55％，或约60％，同时提供约1，约2，约3，约4，约5，约6，约7，约8，约9或约10的Ra值，同时在1931色度图上以基本相同的色点生成白光。在一些实施方式中，以第一操作模式产生的光和以第二操作模式产生的光可以在约1.0标准配色偏差(standard deviation of color matching，SDCM)内。在一些实施方式中，以第一操作模式产生的光和以第二操作模式产生的光可以在约0.5标准配色偏差(SDCM)内。
一般公开和随后的进一步公开仅是示例性和说明性的，并且不用于限制本公开，如所附权利要求书中所定义的。鉴于本文提供的细节，本公开的其他方面对于本领域技术人员将是显而易见的。在附图中，遍及不同的视图，相似的附图标记表示对应的部件。该参考文献将所有标注和注释通过引用并入本文，如同在本文中进行完整阐述。
附图说明
当结合附图阅读时，将进一步理解本发明内容以及以下具体实施方式。为了说明本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方式。然而，本公开不限于所公开的特定方法、组合和装置。另外，附图不一定按比例绘制。在附图中：
图1示出了根据本公开的发光装置的各方面；
图2示出了根据本公开的发光装置的各方面；
图3示出了l931 CIE色度图的曲线图，其示出了普朗克轨迹的位置；
图4A-4B示出了根据本公开的发光装置的一些方面，包括用于由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图5示出了根据本公开的发光装置的一些方面，包括用于由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图6示出了根据本公开的发光装置的一些方面，包括用于由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图7示出了根据本公开的发光装置的一些方面，包括用于由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图8示出了根据本公开的发光装置的一些方面，包括用于由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图9示出了根据本公开的发光装置的一些方面，包括用于由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图10示出了根据本公开的发光装置的一些方面，包括用于由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；和
图11示出了根据本公开的发光装置的各方面。
附图中的所有描述和标注都通过引用的方式并入本文，如同在本文中进行完整阐述。
具体实施方式
通过参考以下结合附图和示例的详细描述，可以更容易地理解本公开，附图和示例构成了本公开的一部分。可以理解的是，本公开不限于本文描述和/或示出的特定装置、方法、应用、条件或参数，并且本文所使用的术语仅出于示例性目的描述特定示例的目的，无意于限制要求保护的公开内容。同样，在包括所附权利要求书的说明书中，单数形式的“一(a)”，“一(an)”和“所述”包括复数，并且除非上下文另有明确指示，否则对特定数值的引用至少包括该特定值。如本文所用，术语“多个”是指一个以上。当表达值的范围时，另一示例包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将理解的是，特定值形成另一个示例。所有范围都是包括性的和可组合的。
应当理解，为清楚起见，本文在单独的示例的上下文中描述的本公开的某些特征也可以在单个示例性实施方式中组合提供。相反，为简洁起见，在单个示例性实施方式的上下文中描述的本公开的各种特征也可以单独地或以任何子组合来提供。此外，在范围内陈述的值的引用包括该范围内的每个值。
一方面，本公开提供了可以具有多个发光二极管(LED)串的半导体发光装置100。每个LED串可以具有一个或多个LED。如在图1中示意性地描绘的，装置100可以包括发光(示意性地用箭头示出)的一个或多个LED串(101A/101B/101C/101D)。在一些情况下，LED串可以具有与其相关联的受体发光体(luminophoric)介质(102A/102B/102C/102D)。从LED串发射的光与从受体发光体介质发射的光结合，可以穿过一个或多个光学元件103。光学元件103可以是一个或多个漫射器、透镜、光导、反射元件或其组合。在一些实施方式中，可以提供一个或多个LED串101A/101B/101C/101D而没有关联的发光体介质。在进一步的实施方式中，三个LED串101A/101B/101C中的每个LED串提供相关联的发光体介质，并且可以提供第四LED串101D，该第四LED串101D不具有相关联的发光体介质。
受体发光体介质102A、102B、102C或102D包括一种或多种发光材料，并且定位成接收由LED或其他半导体发光装置发射的光。在某些实施方式中，受体发光体介质包括具有直接涂覆或喷涂到半导体发光装置上或其包装表面上的发光材料的层，以及包括布置为部分或完全覆盖半导体发光装置的发光材料的透明密封剂。受体发光体介质可以包括在其中混合一种或多种发光材料的一个介质层等、多个堆叠的层或介质，该多个堆叠的层或介质中的每一个可以包括一种或多种相同或不同的发光材料，和/或多个间隔开的层或介质，该多个间隔开的层或介质中的每一个可以包括相同或不同的发光材料。合适的密封剂是本领域技术人员已知的，并具有合适的光学、机械、化学和热学特性。在一些实施方式中，密封剂可以包括二甲基硅酮、苯基硅酮、环氧树脂、丙烯酸类和聚碳酸酯。在一些实施方式中，受体发光体介质可以与LED或其包装的表面在空间上分离(即，位于远处)。在一些实施方式中，这种空间隔离可以包括至少约1mm，至少约2mm，至少约5mm或至少约10mm的距离的分离。在某些实施例中，在空间上分离的发光体介质与一个或多个电激活的发射体之间的传导热连通是不实质的。发光材料可以包括磷光体、闪烁体、日光发光带、纳米磷光体、在用光照射时在可见光谱中发光的墨水、半导体量子点或其组合。在一些实施方式中，发光材料可以包括磷光体，该磷光体包括以下材料中的一种或多种：BaMg2Ali6O27:Eu2+,BaMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+,CaSiO3:Pb,Mn,CaWO4:Pb,MgWO4,Sr5Cl(PO4)3:Eu2+,Sr2P2O7:Sn2+,Sr6P5BO20:Eu,Ca5F(PO4)3:Sb,(Ba,Ti)2P2O7:Ti,Sr5F(PO4)3:Sb,Mn,(La,Ce,Tb)PO4:Ce,Tb,(Ca,Zn,Mg)3(PO4)2:Sn,(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn,Y2O3:EU3+,Mg4(F)GeO6:Mn,LaMgAl11O19:Ce,LaPO4:Ce,SrAl12O19:Ce,BaS12O5:Pb,SrB4O7:Eu,Sr2MgSi2O7:Pb,Gd2O2S:Tb,Gd2O2S:Eu,Gd2O2S:Pr,Gd2O2S:Pr,Ce,F,Y2O2S:Tb,Y2O2S:Eu,Y2O2S:Pr,Zn(0.5)Cd(0.4)S:Ag,Zn(0.4)Cd(0.6)S:Ag,Y2SiO5:Ce,YA1O3:Ce,Y3(Al,Ga)5O12:Ce,CdS:In,ZnO:Ga,ZnO:Zn,(Zn,Cd)S:Cu,Al,ZnCdS:Ag,Cu,ZnS:Ag,ZnS:Cu,NaI:Tl,CsI:Tl,6LiF/ZnS:Ag,6LiF/ZnS:Cu,Al,Au,ZnS:Cu,Al,ZnS:Cu,Au,Al,CaAlSiN3:Eu,(Sr,Ca)AlSiN3:Eu,(Ba,Ca,Sr,Mg)2SiO4:Eu,Lu3Al5O12:Ce,Eu3+(Gd0.9Yo.1)3Al5O12:Bi3+,Tb3+,Y3Al5O12:Ce,(La,Y)3Si6N11:Ce,Ca2AlSi3O2N5:Ce3+,Ca2AlSi3O2N5:Eu2+,BaMgAl10O17:Eu,Sr5(PO4)3Cl:Eu,(Ba,Ca,Sr,Mg)2SiO4:Eu,Si6-zAlzN8-zOz:Eu(其中0<z≤4.2)；M3Si6O12N2:Eu(其中M＝碱土金属元素),(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu,Sr4Al14O25:Eu,(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu,(Sr,Ba)Al2Si2O8:Eu,(Ba,Mg)2SiO4:Eu,(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu,(Ba,Ca,Sr,Mg)9(Sc,Y,Lu,Gd)2(Si,Ge)6O24:Eu,Y2SiO5:CeTb,Sr2P2O7—Sr2B2O5:Eu,Sr2Si3O8-2SrCl2:Eu,Zn2SiO4:Mn,CeMgAl11O19:Tb,Y3Al5O12:Tb,Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb,La3Ga5SiO14:Tb,(Sr,Ba,Ca)Ga2S4:Eu,Tb,Sm,Y3(Al,Ga)5O12:Ce,(Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce,Ca3Sc2Si3O12:Ce,Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12:Ce,CaSc2O4:Ce,Eu-活性化的,β-Sialon,SrAl2O4:Eu,(La,Gd,Y)2O2S:Tb,CeLaPO4:Tb,ZnS:Cu,Al,ZnS:Cu,Au,Al,(Y,Ga,Lu,Sc,La)BO3:Ce,Tb,Na2Gd2B2O7:Ce,Tb,(Ba,Sr)2(Ca,Mg,Zn)B2O6:K,Ce,Tb,Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn,(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu,(Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2:Eu,Mn,M3Si6O9N4:Eu,Sr5Al5Si21O2N35:Eu,Sr3Si13Al3N21O2:Eu,(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu,(La,Y)2O2S:Eu,(Y,La,Gd,Lu)2O2S:Eu,Y(V,P)O4:Eu,(Ba,Mg)2SiO4:Eu,Mn,(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu,Mn,LiW2O8:Eu,LiW2O8:Eu,Sm,Eu2W2O9,Eu2W2O9:Nb以及Eu2W2O9:Sm,(Ca,Sr)S:Eu,YA1O3:Eu,Ca2Y8(SiO4)6O2:Eu,LiY9(SiO4)6O2:Eu,(Y,Gd)3Al5O12:Ce,(Tb,Gd)3Al5O12:Ce,(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu,(Mg,Ca,Sr,Ba)Si(N,O)2:Eu,(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)3:Eu,(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu,Mn,Eu,Ba3MgS12O8:Eu,Mn,(Ba,Sr,Ca,Mg)3(Zn,Mg)Si2O8:Eu,Mn,(k-x)MgO.xAF2.GeO2:yMn4+(其中k＝2.8至5，x＝0.至0.7，y＝0.005至0.015,A＝Ca,Sr,Ba,Zn或其混合物),Eu-活性化的,α-Sialon,(Gd,Y,Lu,La)2O3:Eu,Bi,(Gd,Y,Lu,La)2O2S:Eu,Bi,(Gd,Y,Lu,La)VO4:Eu,Bi,SrY2S4:Eu,Ce,CaLa2S4:Ce,Eu,(Ba,Sr,Ca)MgP2O7:Eu,Mn,(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2P2O7:Eu,Mn,(Y,Lu)2WO6:Eu,Ma,(Ba,Sr,Ca)xSiyNz:Eu,Ce(其中x,y和z是等于或大于1的整数),(Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,OH):Eu,Mn,((Y,Lu,Gd,Tb)1-x-yScxCey)2(Ca,Mg)(Mg,Zn)2+rSiz-qGeqO12+δ,SrAlSi4N7,Sr2Al2Si9O2N14:Eu,M1aM2 bM3 cOd(其中M1＝至少包括Ce的活化剂元素,M2＝二价金属元素,M3＝三价金属元素,0.0001≤a≤0.2,0.8≤b≤l.2,1.6≤c≤2.4以及3.2≤d≤4.8),A2+xMyMnzFn(其中A＝Na和/或K；M＝Si和Al,和-l≤x≤1,0.9≤y+z≤l.l,0.001≤z≤0.4以及5≤n≤7),KSF/KSNAF,或(La1-x-y,Eux,Lny)2O2S(其中0.02≤x≤0.50以及0≤y≤0.50,Ln＝Y3+,Gd3+,Lu3+,Sc3+,Sm3+或Er3+).在一些优选的实施方式中，发光材料可以包括磷光体，该磷光体包括以下一种或多种材料：CaA lSiN3:Eu,(Sr,Ca)AlSiN3:Eu,BaMgAl10O17:Eu,(Ba,Ca,Sr,Mg)2SiO4:Eu,β-SiAlON,Lu3Al5O12:Ce,Eu3+(Cd0.9Y0.1)3Al5O12:Bi3+,Tb3+,Y3Al5O12:Ce,La3Si6N11:Ce,(La,Y)3Si6N11:Ce,Ca2AlSi3O2N5:Ce3 +,Ca2AlSi3O2N5:Ce3+,Eu2+,Ca2AlSi3O2N5:Eu2+,BaMgAl10O17:Eu2+,Sr4.5Eu0.5(PO4)3Cl,或M1 aM2bM3 cOd(其中M1＝包含Ce的活化剂元素,M2＝二价金属元素,M3＝三价金属元素,0.0001≤a≤0.2,0.8≤b≤l.2,1.6≤c≤2.4and 3.2≤d≤4.8)。在进一步的优选实施方式中，发光材料可以包括磷光体，其包括以下材料中的一种或多种：CaAlSiN3:Eu，BaMgAl10O17:Eu、Lu3Al5O12:Ce或Y3Al5012:Ce。
本发明的一些实施方式涉及固态发射器封装的使用。固态发射器封装通常包括至少一个封装有封装元件的固态发射器芯片，以提供环境和/或机械保护、颜色选择和聚光，以及电引线、触点或走线，以实现与外部电路的电连接。密封剂材料，可选地包括发光体材料，可以设置在固态发射器封装中的固态发射器上。可以在单个封装中提供多个固态发射器。包括多个固态发射器的封装可以包括以下至少一项：单个引线框架，用于将功率传导到固态发射器；单个反射器，用于反射从每个固态发射器发出的光的至少一部分；支撑每个固态发射器的单个底座，以及布置成透射从每个固态发射器发出的光的至少一部分的单个透镜。固态封装(例如，串联布线)中的各个LED或LED组可以单独控制。如在图2中示意性地描绘的，可以将多个固态封装200布置在单个半导体发光装置100中。单独的固态发射器封装或固态发射器封装的组(例如，串联布线)可以被独立地控制。可以通过使用本领域技术人员已知的控制元件将驱动电流独立地施加到相关组件来提供对单个发射器，发射器组，单个封装或封装组的单独控制。在一实施例中，至少一个控制电路201a可以包括电流供应电路，该电流供应电路配置为向每个单独的固态发射器，一组固态发射器，单独的固态发射器封装或一组固态发射器封装独立地施加导通状态的驱动电流。这样的控制可以响应于控制信号(可选地，包括至少一个传感器202，其布置成感测电、光学和/或热特性和/或环境条件)，以及控制系统203可以配置为选择性地向至少一个电流供应电路提供一个或多个控制信号。在各种实施例中，流向不同电路或电路部分的电流可以是预设的，用户定义的或响应于一个或多个输入或其他控制参数。半导体发光装置的设计和制造对于本领域技术人员是众所周知的，因此将省略其进一步的描述。
图3示出了1931国际照明委员会(CIE)的色度图。1931CIE色度图是一个二维色度空间，其中每个可见色都由具有x-和y-坐标的点表示。完全饱和的(单色)颜色出现在图的外部边缘，而饱和度较小的颜色(代表波长的组合)出现在图的内部。如本文所用的，术语“饱和的”是指具有至少85％的纯度(purity)，术语“纯度”是本领域技术人员已知的含义，并且计算纯度的方法是本领域技术人员众所周知的。普朗克轨迹或黑体轨迹(BBL)，由图中的线150表示，随着黑体的温度从大约1000K变为10,000K，普朗克轨迹遵循白炽黑体在色度空间中呈现的颜色。黑体轨迹从低温(约1000K)的深红色变成橙色、淡黄白色、白色，最后在非常高的温度下变成蓝白色。将与色度空间中的特定颜色相对应的黑体辐射器的温度称为“相关色温”。通常，对应于约2700K至约6500K的相关色温(CCT)的光被视为“白”光。特别地，如本文中所使用的，“白光”通常是指色度点在黑体轨迹上具有在2700K和6500K之间的点的10阶(step)MacAdam椭圆内的光。然而，将理解的是，如果需要的话，可以使用更严格或更松散的白光定义。例如，白光可以指具有在CCT在2700K和6500K之间的黑体轨迹上的点的七阶MacAdam椭圆内的色度点的光。距黑体轨迹的距离可以在CIE I960色度图中测量，并用符号Δuv或DUV表示。如果色度点在普朗克轨迹之上，则DUV用正数表示，如果色度点在轨迹以下，则DUV用负数表示。如果DUV足够正，则在同一CCT下光源可能会呈现绿色或黄色。如果DUV足够负，则在同一CCT下光源可能看起来是紫色或粉红色。对于特定的CCT值，观察者可能更喜欢普朗克轨迹上方或下方的光线。DUV计算方法是本领域普通技术人员众所周知的，并且在ANSI C78.377，《美国电灯国家标准—固态照明(SSL)产品的色度规范》(ANSIC78.377,American National Standard for Electric Lamps—Specifications for theChromaticity of Solid State Lighting(SSL)Products)中充分描述，出于所有目的，通过引用将其全部内容并入本文。图上还显示了代表CIE标准光源D65的点。D65光源旨在代表平均日光，具有的CCT约为6500K，并且光谱功率分布在ISO/CIE联合标准、ISO 10526：1999/CIE S005/E-1998、比色法的CIE标准光源(CIE Standard Illuminants for Colorimetry)中有更充分的描述，出于所有目的将其全部内容通过引用并入本文。
由光源发出的光可以由色度图上的一个点表示，例如1931CIE色度图，在该图的X-Y轴上具有表示为(ccx，ccy)的颜色坐标。色度图上的区域可以表示具有相似色度坐标的光源。
可以使用显色指数(“CRI”)(也称为CIE Ra值)来表征光源在照明对象中准确复制颜色的能力。光源的Ra值是与照明八种参考色R1-R8时的参考黑体辐射器或日光光谱的色度进行比较，照明系统色彩还原方式的相对测量值的修正平均值。因此，Ra值是当物体被特定灯点亮时物体表面颜色变化的相对量度。如果由照明系统照射的一组测试颜色的颜色坐标与由等效CCT的参考光源照射的相同测试颜色的坐标相同，则Ra值等于100。对于小于5000K的CCT，CRI计算过程中使用的参考光源是黑体辐射器的SPD，对于超过5000K的CCT，使用根据日光数学模型计算出的虚拟SPD。选择这些参考源分别近似于白炽灯和日光。日光通常具有接近100的Ra值，白炽灯泡的Ra值约为95，荧光灯的Ra值通常约为70至85，而单色光源的Ra值基本上为零。通常认为Ra值小于50的一般照明应用的光源非常差，并且通常仅在因为经济问题而排除其他替代方案的应用中使用。CIE Ra值的计算在以下中有更详尽的描述：国际照明委员会1995，技术报告：测量和指定光源显色性能的方法，CIE No 13.3-1995.维也纳，奥地利：国际照明委员会(Commission Internationale de l'1995.Technical Report:Method of Measuring and Specifying Colour RenderingProperties of Light Sources,CIE No.13.3-1995.Vienna,Austria:Commi ssionInternationale de l'/>)，出于所有目的，通过引用将其全部内容并入本文。除了Ra值外，还可以根据光源渲染7种其他颜色R9-R15的能力来评估光源，其包括逼真的颜色，例如红色、黄色、绿色、蓝色、白种人肤色(R13)、树叶绿色和亚洲人肤色(R15)。呈现饱和红色参考色R9的能力可以用R9显色值(“R9值”)表示。可以通过计算色域面积指数(“GAI”)进一步评估光源。根据二维空间中CIE Ra值的确定来连接渲染的色点，将形成一个色域区域。使用与CRI相同的一组颜色，将光源形成的色域面积除以参考光源形成的色域面积，即可计算出色域面积指数。GAI使用等能量谱作为参考源，而不是黑体辐射器。可以通过使用由黑体辐射器在与光源等效的CCT下形成的色域面积来计算与黑体辐射器(“GAIBB”)有关的色域面积指数。
光源在照明对象中准确复制颜色的能力，其在照明技术协会的《IES评估光源色彩再现的方法》(IES Method for Evaluating Light Source Color Rendition,Illuminating Engineering Society)中进行了描述，作品ID：TM-30-15(在本文中称为“TM-30-15标准”)，出于所有目的，通过引用将其全部内容并入本文。TM-30-15标准描述了可以根据99个颜色评估样本(“CES”)的光源显色度计算出的指标，包括保真度指数(Rf)和色域指数(Rg)。99CES提供统一的色彩空间覆盖，旨在使光谱灵敏度保持中立，并提供与各种真实物体相对应的颜色样本。Rf值在0到100的范围内，表示与参考光源相比，光源渲染颜色的保真度。Rg值提供了光源相对于参考光源提供的色域的量度。Rg的范围取决于被测试光源的Rf值。根据CCT选择参考光源。对于小于或等于4500K的CCT值，使用普朗克辐射。对于大于或等于5500K的CCT值，将使用CIE日光光源。在4500K和5500K之间，根据以下公式，使用了普朗克辐射和CIE日光光源的比例混合：
其中Tt是CCT值，Sr，M(λ，Tt)是比例混合参考光源，Sr，P(λ，Tt)是普朗克辐射，而Sr，D(λ，Tt)是CIE日光光源。
昼夜节律照度(CLA)是对昼夜节律有效光的度量，经过一小时的暴露后，通过急性褪黑激素抑制来测量入射在角膜上的光的光谱辐照度分布，加权以反映人类昼夜节律系统的光谱敏感性，以及CS，其是从阈值(CS＝0.1)到饱和度(CS＝0.7)角膜光谱加权辐照度的有效性。对CLA的值进行缩放，以使产生1000lux(视觉勒克斯)的2856K的白炽光源(称为CIE光源A)将产生1000单位的昼夜节律(CLA)。CS值是转换后的CLA值，并且对应于在子午线产生的中点期间对直径为2.3mm的瞳孔曝光一小时后相对的子午线抑制。CS是根据以下公式计算得来的：CLA的计算在《照明研究与技术》，2011；0：1-12中的Rea等人的文章《人的生物钟系统的光谱灵敏度建模》(Rea et al.,“Modelling thespectral sensitivity of the human circadian system,”Lighting Research andTechnology,2011；0:1-12)以及2016年10月，LD+A杂志，北美照明工程学会中的Figueiro等人的《利用昼夜节律刺激进行设计》(Figueiro et al.,“Designing with CircadianStimulus”,October 2016,LD+A Magazine,Illuminating Engineering Society ofNorthAmerica)中有更全面的描述，出于所有目的通过引用将其全部内容合并于此。Figueiro等人描述在一天中的至少一小时内，眼睛暴露于0.3或更大的CS可以有效刺激昼夜节律系统，并且可以改善睡眠、改善行为和情绪。
等值黑视素勒克斯(EML)提供了一种对人体昼夜生理和神经生理光反应的光感受输入的量度，如Lucas等人在2014年1月《神经科学趋势》的第37卷第1期的第1-9页中的《在黑视蛋白年龄中测量和使用光》(Lucas et al.,“Measuring and using light in themelanopsin age.”Trends in Neurosciences,Jan 2014,Vol.37,No.1,pages 1-9)所描述的，出于所有目的，其全部内容包括所有附录通过引用并入本文。根据32岁的标准观察者，通过感受态前过滤，将黑视素勒克斯加权为λ最大480nm的光色素，如附录A，曼彻斯特大学卢卡斯分校的Lucas等人(2014)的补充数据，《用户指南：辐照度工具箱(牛津，2013年10月18日)》，(the Appendix A,Supplementary Data to Lucas et al.(2014),User Guide:Irradiance Toolbox(Oxford 18th October 2013),University of Manchester,LucasGroup)中所描述的，出于所有目的将其全部内容通过引用并入本文。
蓝光危害(BLH)提供了一种潜在的因辐射暴露而导致光化学性视网膜损伤的方式。IEC/EN 62471的《灯和灯系统的光生物学安全性和技术报告IEC/TR 62778》中描述了蓝光危害：lEC 62471在评估对光源和灯具的蓝光危害中的应用，出于所有目的，通过引用将其全部内容并入本文。BLH因子可以表示为(加权功率/勒克斯)，以μW/cm2/lux为单位。
在一些方面，本公开涉及提供具有特定视觉能量和昼夜能量性能的光的照明装置和方法。本领域已知许多功绩指标，其中有一些在Ji Hye Oh，Su Ji Yang和Young Rag Do的“健康、自然、高效且可调光的照明：四封装的白色LED用于优化昼夜节律效果、色彩质量和视觉性能”，《灯光：科学与应用》(2014)3：el41-el49，(“Healthy,natural,efficientand tunable lighting:four-package white LEDs for optimizing the circadianeffect,color quality and vision performance,”Light:Science&Applications(2014)3:el41-el49)中有所描述的，出于所有目的，将其以及包括补充信息完整并入本文。可以根据光通量与辐射通量之比(S(λ))来计算辐射的发光效率(“LER”)，即使用如下公式评估光源的光谱功率分布，可以通过以下公式计算昼夜光通量与辐射通量的比值来计算辐射的昼夜节律功效(“CER”)：/>昼夜节律因子(“CAF”)可以通过CER与LER的比值定义，公式如下：/>术语“blm”是指生物流明，用于测量昼夜节律通量的单位，也称为昼夜节律流明。术语“lm”是指视觉流明。V(λ)是可见光谱的光谱效率函数，而C(λ)是生物钟的光谱灵敏度函数。本文的计算使用了昼夜节律光谱敏感度函数C(λ)，出自Gall等人的2004年CIE光与健康研讨会论文集：《非视觉效果》，2004年9月30日至10月2日；奥地利维也纳，2004年。CIE：维也纳，2004年，ppl29-132(Proceedings of the CIE Symposium 2004 on Light and Health:Non-VisualEffects,30September-2 October 2004；Vienna,Austria 2004.CIE:Wien,2004,ppl29-132)，出于所有目的将其全部内容并入本文。通过在昼夜光谱灵敏度函数内积分光量(毫瓦)并将该值除以可见光流明数，可以得到特定光源褪黑激素抑制效果的相对量度。通过将可见光流明除以100，可以获得表示为褪黑激素抑制毫瓦每百流明的按比例缩放的相对度量。在整个本申请以及附图中使用了与前述计算方法一致的术语“褪黑激素抑制毫瓦每百流明”。
光源提供照明以进行发绀(cyanosis)的临床观察的能力基于光源在可见光谱的红色部分(特别是在660nm附近)的光谱功率密度。发绀观察指数(“COI”)由AS/NZS1680.2.5室内照明第2.5部分定义：《医院和医疗任务》，澳大利亚标准，1997年(AS/NZS1680.2.5Interior Lighting Part 2.5:Hospital and Medical Tasks,StandardsAustralia,1997)，出于所有目的，通过引用将其全文包括所有附录并入本文。COI适用于约3300K至约5500K的CCT，并且其值最好小于约3.3。如果某个光源在660nm附近的输出太低，则患者的肤色可能会显得更暗，并可能被误诊为发绀。如果光源在660nm处的输出过高，则可能会掩盖任何发，并且在存在时也可能无法诊断。COI是无量纲数，由光源的光谱功率分布计算得出。通过计算在50％和100％的氧气饱和度下在测试光源下观察到的血液与参考灯(4000K普朗克光源)下观察到的血液之间的色差并将结果取平均值，可以计算出COI值。COI值越低，所考虑的光源在照明下导致的颜色外观变化越小。
光源准确再现照明对象中的颜色的能力可以通过电视照明一致性指数('TLCI-2012“或”TLCI“)值Qa来表征，如欧洲广播联盟(“EBU”)，瑞士日内瓦(2014)的EBU Tech3355，《灯具比色特性的评估方法》(EBU Tech 3355,Method for the Assessment of theColorimetric Properties of Luminaires,European Broadcasting Union(“EBU”),Geneva,Switzerland(2014))以及EBU Tech3355-sl，《分光辐射学简介》(EBU Tech 3355-sl,An Introduction to Spectroradiometry)中充分描述的，出于所有目的，通过引用将其全部内容包括所有附录并入本文。TLCI将测试光源与参考光源进行比较，该参考光源被指定为其色度落在普朗克或日光轨迹上并且色温为测试光源的CCT的参考光源。如果CCT小于3400K，则假定为普朗克辐射器。如果CCT大于5000K，则假定为日光辐射器。如果CCT在3400K和5000K之间，则假定为混合光源，是3400K的普朗克和5000K的日光之间的线性插值。因此，有必要计算普朗克辐射器和日光辐射器的频谱功率分布。两种操作的数学方法在本领域中是已知的，并且在国际照明委员会(2004)的CIE技术报告15：2004，比色法第3版(CIETechnical Report 15:2004,Colorimetry3rded.,International Commission onIllumination(2004))中进行了更全面的描述，出于所有目的将其全部内容并入本文。
在一些示例性实施方式中，本公开提供了包括多个LED串的半导体发光装置100，其中每个LED串具有包括发光材料的受体发光体介质。每串中的LED和每串中的发光体介质一起发出不饱和光，该不饱和光的色点在1931CIE色度图中的颜色范围内。1931CIE色度图中的“颜色范围”或“区域”是指定义一组颜色坐标(ccx，ccy)的有界区域。
在一些实施方式中，在装置100中存在四个LED串(101A/101B/101C/101D)。一个或多个LED串可以具有受体发光体介质(102A/102B/102C/102D)。第一LED串101A和第一发光体介质102A一起可以发射具有在蓝色范围内的第一色点的第一光。第一LED串101A和第一发光体介质102A的组合在本文中也被称为“蓝色通道”。第二LED串101B和第二发光体介质102B一起可以发射具有在红色范围内的第二色点的第二光。第二LED串101A和第二发光体介质102A的组合在本文中也被称为“红色通道”。第三LED串101C和第三发光体介质102C一起可以发射具有在短蓝泵浦青色范围内的第三色点的第三光。第三LED串101C和第三发光体介质102C的组合在本文中也被称为“短蓝泵浦青色通道”。第四LED串101D和第四发光体介质102D一起可以发射具有在长蓝泵浦青色范围内的第四色点的第四光。第四LED串101D和第四发光体介质102D的组合在本文中也被称为“长蓝泵浦青色通道”。
可以为第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串101A/101B/101C/101D提供独立施加的导通状态驱动电流，以调节由每个串和发光体介质一起产生的第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光的强度。通过以受控方式改变驱动电流，可以调整从装置100发射的总光的颜色坐标(ccx，ccy)。在一些实施方案中，装置100可提供具有不同光谱功率分布轮廓的基本相同的颜色坐标的光，这可导致在相同CCT下的不同光特性。在一些实施方式中，可以以从两个或三个LED串产生光的模式生成白光。在一些实施方式中，仅使用第一LED串、第二LED串和第三LED串(即，蓝色通道、红色通道和短蓝泵浦青色通道)生成白光。在其他实施方式中，使用第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串生成白光，即，蓝色通道、红色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道。在进一步的实施方式中，可以使用第一LED串、第二LED串和第四LED串，即蓝色通道、红色通道和长蓝泵浦青色通道来生成白光。在一些实施方式中，仅两个LED串在白光产生期间发光，因为另外两个LED串对于在具有期望的显色性能的期望的色点处生成白光不是必需的。在某些实施方式中，可以在两种不同的操作模式(两个或更多个通道的不同组合)中提供从装置发出的总光中基本上相同的颜色坐标(ccx，ccy)，但是具有不同的显色、昼夜节律或其他性能指标，因此可以根据用户的需要选择生成的光的功能特性。
在一些实施方式中，本公开的半导体发光装置100可仅包括本文描述的颜色通道中的三个。图11示出了仅具有三个LED串101A/101B/101C以及相关的发光体介质102A/102B/102C的装置100。所描绘的三个通道可以是贯穿本发明描述的四个通道中的三个的任何组合。在一些实施方式中，提供了红色通道、蓝色通道和长蓝泵浦青色通道。在其他实施方式中，提供了红色通道、蓝色通道和短蓝泵浦青色通道。在其他实施方式中，提供了红色，短蓝泵浦青色和长蓝泵浦青色通道。在其他实施方式中，提供了蓝色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道。在进一步的实施方式中，三个不同的通道之一可以被复制为装置100中的第四通道，从而提供了四个通道，但是两个通道是彼此复制的。
图4-10描绘了对于本公开的一些实施方式的合适的颜色范围。应该理解的是，在所描述的颜色范围的边界中的任何间隙或开口都应该用直线封闭以连接相邻的端点，以便为每个颜色范围定义一个封闭的边界。长蓝泵浦青色通道和短蓝泵浦青色通道中的一个或多个可在上述青色颜色范围内的色点处提供不饱和光。
图4A描绘了蓝色范围301A，其由以下项定义：连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线和光谱轨迹。图4A还描绘了蓝色范围301D，其由以下项定义：连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线，以及从4000K到无限CCT的普朗克轨迹。蓝色范围也可以是范围301A和301D的组合。图4B描绘了红色范围302A，其由以下项定义：1600K的恒定CCT线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx，ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线以及1600K的恒定CCT线。图4B显示了青色范围303A，其由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和1800K之间的普朗克轨迹、1800K的恒定CCT线和光谱轨迹。
在一些实施方式中，合适的颜色范围可以比上述颜色范围窄。图5描绘了对于本公开的一些实施方式的一些合适的颜色范围。红色范围302B可以由20阶MacAdam椭圆定义，其CCT为1200K，比普朗克轨迹低20点。青色范围303B可以由连接(0.360，0.495)，(0.371，0.518)，(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线所界定的区域定义。图6描绘了适合于本公开的一些实施方式的一些其他颜色范围。红色范围302C由1931CIE色度图上的多边形区域定义，该多边形区域由以下ccx，ccy颜色坐标定义：(0.53，0.41)，(0.59，0.39)，(0.63，0.29)，(0.58，0.30)。青色范围303C由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的恒定CCT线以及光谱轨迹。青色范围303D由4600K的恒定CCT线、光谱轨迹、1800K的恒定CCT线以及4600K和1800K之间的普朗克轨迹定义。图7描绘了一个蓝色范围301B，该范围可以由60阶MacAdam椭圆在20000K的CCT下定义，比普朗克轨迹低40个点。图8描绘了蓝色范围301C，其由1931CIE色度图上的多边形区域定义，该多边形区域由以下ccx，ccy颜色坐标定义：(0.22，0.14)、(0.19，0.17)、(0.26，0.26)、(0.28，0.23)。红色范围302C由1931CIE色度图上的多边形区域定义，该多边形区域由以下ccx，ccy颜色坐标定义：(0.53，0.41)、(0.59，0.39)，(0.63，0.29)，(0.58，0.30)。图9描绘了由连接ccx，ccy坐标(0.576，0.393)、(0.583，0.400)、(0.604，0.387)和(0.597，0.380)的线定义的红色范围302D。在某些实施方式中，长蓝泵浦青色通道可以在青色区域内提供色点，该青色区域由连接(0.497，0.469)、(0.508，0.484)、(0.524，0.472)和(0.513，0.459)的线定义。图10描绘了蓝色范围301E和301F。蓝色范围301E由连接(0.231，0.218)、(0.265，0.260)、(0.2405，0.305)和(0.207，0.256)的线定义。
在一些实施方式中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串中的LED可以是峰值发射波长在或小于约535nm的LED。在一些实施方案中，LED发射具有在约360nm与约535nm之间的峰值发射波长的光。在某些实施方式中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串中的LED可以由InGaN半导体材料形成。在某些首选的实施方式中，第一LED串、第二LED串和第三LED串可以具有LED，该LED具有的峰值波长在约405nm和约485nm之间，在约430nm至约460nm之间，在约430nm至约455nm之间，在约430nm至约440nm之间，在约440nm和约450nm之间，在约440nm和约445nm之间，或在约445nm和约450nm之间。在第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串中使用的LED可具有约10nm至约30nm之间的全宽半最大波长范围。在某些首选的实施方式中，第一LED串、第二LED串和第三LED串可以包括一个或多个颜色仓代码(color bin code)为3、4、5或6的LUXEON Z色线宝蓝色LED灯(产品代码LXZ1-PR01)。一个或多个颜色仓代码为1或2的LUXEON Z色线蓝色LED(LXZ1-PB01)，或颜色仓为3、4、5或6的一个或多个LUXEON宝蓝色LED(产品代码LXML-PR01和LXML-PR02)(荷兰阿姆斯特丹的Lumileds Holding B.V.)。在一些实施方式中，第四LED串中使用的LED可以具有的峰值发射波长在约360nm至约535nm之间，在约380nm至约520nm之间，在约470nm至约505nm之间，约480nm，约470nm之间，约460nm，约455nm，约450nm或约445nm。在某些实施方式中，在第四LED串中使用的LED可以具有在约460nm与515nm之间的峰值波长。在某些实施方式中，第四个LED串中的LED可以包括一个或多个颜色仓为1、2、3、4或5的LUXEON Rebel蓝色LED(LXML-PB01，LXML-PB02)，其峰值波长在460nm至485nm范围内，或颜色仓为1、2、3、4或5的LUXEON Rebel青色LED(LXML-PE01)，峰值波长在460nm至485nm之间。其他制造商(例如，OSRAM GmbH和Cree，Inc.)的类似LED，如果它们具有适当的值的峰值发射和全宽度半最大波长的话，也可以使用。
在利用发出波长在约360nm至约535nm之间的基本上饱和的光的LED的实施方式中，装置100可以包括用于每个LED的合适的受体发光体介质，以便产生具有在本文所述的合适的蓝色范围301A-F，红色范围302A-D，青色范围303A-D中的色点的光。每个LED串发出的光，即，从一个或多个LED和相关的受体发光体介质一起发射的光可以具有光谱功率分布(“SPD”)，该光谱功率分布具有在约380nm至约780nm的可见光波长光谱上的功率比。尽管不希望受到任何特定理论的束缚，据推断，这种LED与受体发光体介质结合使用，在合适的颜色范围301A-F、302A-D和303A-D中创建不饱和光的方法，可改善来自单个装置100的CCT预定范围内白光的显色性能。此外，尽管不希望受到任何特定理论的束缚，据推断，将这些LED与受体发光体介质结合使用以在合适的颜色范围301A-F，302A-D和303A-D中产生不饱和光，可以提供改善的光表现性能，这对于来自单个装置100的CCT的预定范围内的白光，提供更高的EML性能以及显色性能。如果提供的话，四个LED串(101A/101B/101C/101D)和受体发光体介质(102A/102B/102C/102D)发出的光的光谱功率分配比的一些合适范围，如表1和表2一起所显示的，这些表显示了在波长范围内的光谱功率的比较，其中为每个颜色范围选择了一个任意参考波长范围，并将其标准化为100.0的值。表1和表2列出了相对于归一化范围(值为100.0)在各个范围内的光谱强度的合适的最小值和最大值，其用于蓝色，短蓝色，青色，红色和长蓝色青色范围内的色点。在一些实施例中，短蓝泵浦青色可以落在最小和最大1之内。在其他实施例中，短蓝泵浦青色可以在最小值和最大值2之内。尽管不希望受任何特定理论的束缚，据推断，因为产生的光的光谱功率分布具有在蓝色、长蓝泵浦青色和短蓝泵浦的颜色范围内的色点，因此在可见波长范围内具有更高的光谱强度，与使用更多饱和色彩的照明装置和方法相比，这可以改善R1-R8以外的测试色的显色性。2018年3月2日提交的国际专利申请PCT/US2018/020791，公开了一些附加的红色通道元素、蓝色通道元素、短泵浦蓝色通道元素(在其中称为“绿色”)和长泵浦蓝色(在其中称为“青色”)通道元素的各个方面，其可能适合于本公开的一些实施方式，出于所有目的将其全部内容并入本文。
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在一些实施方式中，短蓝泵浦青色通道可以具有某些光谱功率分布。表3显示了波长范围内的光谱功率之比，对于可以在本公开的一些实施方式中使用的短蓝泵浦青色通道，具有为短蓝泵浦青色颜色范围选择的任意参考波长范围并且被归一化为值100.0的任意参考波长范围。示例性的短蓝泵浦青色通道1具有ccx，ccy颜色坐标，如表5所示。在某些实施方式中，短蓝泵浦青色通道的光谱功率分布可以是参考波长范围以外的一个或多个波长范围内的光谱功率，与表3中显示的值相比，其增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，长蓝泵浦青色通道可以具有某些光谱功率分布。表3显示了波长范围内的光谱功率比，对于长蓝泵浦青色通道的几个非限制性实施例，具有为长蓝泵浦青色范围选择的任意参考波长范围并归一化为100.0的值。示例性的长蓝泵浦青色通道1具有ccx，ccy颜色坐标，如表5所示。在某些实施方式中，长蓝泵浦青色通道的光谱功率分布可以是参考波长范围以外的一个或多个波长范围内的光谱功率，与表3中显示的值相比，其增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，红色通道可以具有某些光谱功率分布。表3和表4示出了波长范围内的光谱功率的比率，其中对于红色通道选择了任意参考波长范围，该参考波长范围被选择用于红色范围并且被归一化为值100.0，该红色参考通道可以在本公开的一些实施方式中使用。示例性红色通道1的ccx，ccy颜色坐标为(0.5932，0.3903)。在某些实施方式中，红色通道可以具有光谱功率分布，该光谱功率分布具有除参考波长范围之外的一个或多个波长范围内的光谱功率，与表3和表4所示的值相比，其增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，蓝色通道可以具有某些光谱功率分布。表3和表4示出了对于可以在本公开的一些实施方式中使用的蓝色通道，在波长范围内的光谱功率的比率，其中对于蓝色范围选择了任意参考波长范围并且将其标准化为值100.0。示例性蓝色通道1具有ccx，ccy颜色坐标(0.2333，0.2588)。在某些实施方式中，蓝色通道可以具有光谱功率分布，该光谱功率分布具有除参考波长范围之外的一个或多个波长范围内的光谱功率，与表3和表4所示的值相比，其增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。
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发光材料混合物可用于发光材料(102A/102B/102C/102D)，当它们各自的包括发光材料的LED串(101A/101B/101C/101D)激发时，产生具有所需饱和色点的发光材料，例如在2016年1月28日提交的共同待决的申请PCT/US2016/015318中公开的那些，其标题为“LED光转换的组合物”，该申请的全部内容通过引用并入本文，如同在此完整阐述一样。传统上，通过利用总发光材料与其中掺入的密封剂材料的不同比率，可以沿着LED串输出光色点与相关受体发光体介质的饱和色点之间的连接线产生期望的组合输出光。在光路上增加发光材料的数量将使输出光色点移向发光体介质的饱和色点。在一些情况下，受体发光体介质的期望的饱和色点可以通过按比例混合两种或更多种发光材料来实现。可以通过本领域已知的方法来确定达到期望的饱和色点的合适比例。一般而言，可以将任何发光材料的混合物视为单一发光材料，因此可以调节混合物中发光材料的比例，以继续满足具有不同峰值发射波长的LED串的目标CIE值。可以响应于在LED串(101A/101B/101C/101D)中使用的选择的LED，针对期望的激发来调节发光材料，其可以具有在从约360nm到约535nm的范围内的不同的峰值发射波长。调节发光材料的响应的合适方法在本领域中是已知的，并且例如可以包括改变磷光体内的掺杂剂浓度。在本公开的一些实施方式中，可以向发光体介质提供两种类型的发光材料的组合。响应于相关联的LED串发射，第一类型的发光材料以在约515nm和约590nm之间的峰值发射来发射光。响应于相关联的LED串发射，第二类型的发光材料在约590nm至约700nm之间的峰值发射处发光。在某些情况下，本文公开的发光材料可以由该段中描述的第一和第二类型的至少一种发光材料的组合形成。在实施方式中，响应相关的LED串发射，第一种类型的发光材料可以在约515nm，525nm，530nm，535nm，540nm，545nm，550nm，555nm，560nm，565nm，570nm，575nm，580nm，585nm或590nm的峰值发射处发射光。在优选的实施方式中，第一类型的发光材料可以在约520nm至约555nm之间的峰值发射处发射光。在实施方式中，响应相关的LED串发射，第二类型的发光材料可以在约590nm，约595nm，600nm，605nm，610nm，615nm，620nm，625nm，630nm，635nm，640nm，645nm，650nm，655nm，670nm，675nm，680nm，685nm，690nm，695nm或700nm的峰值发射处发射光。在优选的实施方式中，第一类型的发光材料可以在约600nm至约670nm之间的峰值发射处发射光。第一和第二类型的一些示例性发光材料在本文其他地方公开，并称为组合物A-F。表6显示了一些示例性发光材料和特性的方面：
组合物A-F的共混物可以用于发光体介质(102A/102B/102C/102D)中，以在被它们各自的LED串(101A/101B/101C/101D)激发时产生具有期望的饱和色点的发光体介质。在一些实施方案中，组合物A-F中的一种或多种的一种或多种共混物可用于产生发光体介质(102A/102B/102C/102D)。在一些优选的实施方式中，可以将组合物A，B和D中的一种或多种以及组合物C，E和F中的一种或多种组合以产生发光体介质(102A/102B/102C/102D)。在一些优选的实施方式中，用于发光体介质的密封剂(102A/102B/102C/102D)包括具有约1.1mg/mm3的密度和约1.545或约1.4至约1.6的折射率的基质材料。在一些实施方案中，组合物A可具有约1.82的折射率和约18微米至约40微米的粒度。在一些实施方案中，组合物B可具有约1.84的折射率和约13微米至约30微米的粒度。在一些实施方案中，组合物C可具有约1.8的折射率和约10微米至约15微米的粒度。在一些实施方案中，组合物D可具有约1.8的折射率和约10微米至约15微米的粒度。用于组合物A，B，C和D的合适的磷光体材料可从磷光体制造商处商购获得，如三菱化学控股公司(日本东京)，Intematix公司(加利福尼亚州弗里蒙特)，默克公司的EMD性能材料公司(德国达姆施塔特)和磷光技术公司(乔治亚州肯尼索)。
在一些方面，本公开提供了能够通过一定范围的CCT值产生可调白光的半导体发光装置。在一些实施方式中，本公开的装置可以在黑体轨迹上的具有在1800K和10000K之间的相关色温的任何点周围的7阶MacAdam椭圆内的沿着预定义路径的色点处输出白光。在某些实施方式中，半导体发光装置可包括第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串，每个LED串包括一个或多个具有相关发光体介质的LED，其中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串及其关联的发光体介质可以分别包括红色通道、蓝色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道，在1931CIE色度图上分别在红色区域、蓝色区域、短蓝泵浦青色区域和长蓝泵浦青色区域内分别产生第一不饱和色点、第二不饱和色点、第三不饱和色点和第四不饱和色点。在某些实施方式中，所述装置可以进一步包括控制电路，可以将其配置为调节由第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光的组合产生的第五不饱和光的第五色点，第五个色点落在黑体轨迹上任何点的7阶MacAdam椭圆内，该任何点的相关色温在1800K和10000K之间。在某些实施方式中，所述装置可以配置为产生与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点处产生的光具有Rf大于或等于约88的光，Rg大于或等于约98且小于或等于约104的光，或两者兼而有之。在一些实施方案中，所述装置可经配置以产生对应于沿着预定义路径的多个点的第五不饱和光，其中在每一点处产生的光具有的光沿着相关色温在约1800K和10000K之间的点，Ra大于或等于约95，沿着相关色温在约2000K和约10000K之间或两者之间的点，R9大于或等于约87。在一些实施方案中，所述装置可经配置以产生对应于沿着预定义路径的多个点的第五不饱和光，其中在每一点处产生的光具有的光沿着相关色温在约2000K和约10000K之间的大于或等于90％的点，R9大于或等于91。在某些实施方式中，所述装置可经配置以沿着预定义路径产生与多个点相对应的第五不饱和光，并且在每个点处产生的光具有以下中的一个或多个EML：沿着每个具有相关色温高于约2100K的点，EML大于或等于约0.45，沿着相关色温高于约2400K的点，EML大于或等于约0.55，沿相关色温高于约3000K的点，EML大于或等于约0.7，沿相关色温高于约4000K的点，EML大于或等于0.9，沿相关色温高于约6000K的点，EML和EML大于或等于约1.1。在某些实施方式中，所述装置可以配置为产生与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光具有R13大于或等于约97的光，R15大于或等于约94的光或同时具有这两者。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域包括以下区域的组合：由连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、从4000K和无限CCT开始的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线、光谱轨迹和连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线定义的区域，以及由490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线，以及从4000K和无限CCT开始的普朗克轨迹定义的区域。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由以下项定义：连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线和光谱轨迹。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由以下项定义：连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的无限点的ccx，ccy颜色坐标以及4000K和无限CCT中的普朗克轨迹的线。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.231，0.218)、(0.265，0.260)、(0.2405，0.305)和(0.207，0.256)的线定义。红色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由以下项定义：1600K恒定CCT线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx，ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线以及1600K恒定CCT线。红色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接ccx，ccy坐标(0.576，0.393)、(0.583，0.400)、(0.604、0.387)和(0.597，0.380)的线定义。短蓝色泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和1800K之间的普朗克轨迹、1800K的恒定CCT线和光谱轨迹。短蓝色泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的CCT恒定线、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的CCT恒定线，以及光谱轨迹。短蓝泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由4600K的恒定CCT线、光谱轨迹、1800K的CCT恒定线、4600K和1800K之间的普朗克轨迹定义。短蓝泵浦青色区域，长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.360，0.495)，(0.371，0.518)，(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线定义。短蓝泵浦青色区域，长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.497，0.469)，(0.508，0.484)，(0.524，0.472)和(0.513，0.459)的线定义。在一些实施方式中，红色通道，蓝色通道，短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道中的一个或多个的光谱功率分布可以落在表1和表2所示的最小范围和最大范围内。在一些实施方案中，红色通道可具有光谱功率分布，其中光谱功率在除参考波长范围之外的一个或一个以上波长范围中，与表3和表4中红色通道的值相比，光谱功率增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。在一些实施方案中，蓝色通道可具有光谱功率分布，其中光谱功率在除参考波长范围之外的一个或一个以上波长范围中，与表3和表4中显示的蓝色通道值相比，光谱功率增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。在某些实施方式中，短蓝泵浦青色通道的光谱功率分布可以是参考波长范围以外的一个或多个波长范围内的光谱功率，与表3中所示的蓝色短泵浦青色通道的值相比，光谱功率增加或减少幅度在30％以内，幅度在20％以内，幅度在10％以内，或幅度在5％以内。在一些实施方案中，长蓝泵浦青色通道可具有光谱功率分布，其中光谱功率处于参考波长范围以外的一个或多个波长范围内，与表3中显示的长蓝泵浦青色通道的值相比，光谱功率增加或减少幅度在30％以内，幅度在20％以内，幅度在10％以内或幅度在5％以内。在一些实施方式中，第四LED串中的一个或多个LED可以具有在约480nm与约505nm之间的峰值波长。在一些实施方式中，第一，第二和第三LED串中的一个或多个LED可以具有在约430nm与约460nm之间的峰值波长。在一些实施方案中，所述装置可经配置以产生对应于沿着预定义路径的多个点的第五不饱和光，其中在每一点处产生的光具有BLH因子小于0.26μW/cm2/lux的光。在某些实施方式中，所述装置可以配置为产生与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，并且在每个点处产生的光具有的光的一个或多个BLH因子为：在沿相关色温低于约2100K的点，BLH因子小于或等于0.05，沿相关色温低于约2400K的点，BLH因子小于或等于约0.065，沿着相关色温低于约3000K的点，BLH因子小于或等于约0.12，沿着相关色温低于约4000K的点，BLH因子小于或等于约0.25，而沿着相关色温低于约6500K的点，BLH因子小于或等于约0.35。在某些实施方式中，所述装置可以配置为产生与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，并且在每个点处产生的光具有的光的EML与BLH因子之比大于或等于2.5，大于或等于约2.6，大于或等于约2.7，大于或等于2.8，大于或等于约2.9，大于或等于约3.0，大于或等于约3.1，大于或等于约3.2，大于或等于约3.3，大于或等于约3.4，大于或等于约3.5，大于或等于约4.0，大于或等于约4.5，或大于或等于约5.0。提供较高的EML与BLH因子比率可能有利于提供能够提供所需的生物影响但对光化学诱导的视网膜或皮肤损伤没有那么大可能性的光。
在某些方面，本公开提供了生成白光的方法，该方法包括提供第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串，其中每个LED串包括一个或多个具有相关的发光体介质的LED，其中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串及其关联的发光体介质分别包括红色通道、蓝色通道、短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道，产生第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光，其色点分别位于1931CIE色度图上的红色区域、蓝色区域、短蓝泵浦青色区域和长蓝泵浦青色区域内，所述方法还包括提供控制电路，该控制电路配置为调整由第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光的组合产生的第五不饱和光的第五色点，第五个色点落在黑体轨迹上任何点的7阶MacAdam椭圆内，该任何点的相关色温在1800K和10000K之间，产生第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光中的两个或更多个，并组合产生的两个或更多个不饱和光以产生第五不饱和光。在某些实施方式中，组合产生沿着预定义路径的对应于多个点的第五不饱和光，其中在每个点生成的光具有Rf大于或等于约85，Rg大于或等于约98且小于或等于约104的光，或两者兼而有之。在某些实施方式中，组合产生沿着预定义路径的对应于多个点的第五不饱和光，沿着相关色温在约1800K和10000K之间的点，在每个点生成的光具有Ra大于或等于约95的光，沿着相关色温在约2000K和约10000K之间或两者之间的点，在每个点生成的光具有R9大于或等于92的光。在某些实施方式中，组合产生沿着预定义路径的对应于多个点的第五不饱和光，其中沿着相关色温在约2000K和约10000K之间的大于或等于90％的点，在每个点生成的光具有R9大于或等于91的光。在某些实施方式中，所述组合沿着预定义路径生成与多个点相对应的第五不饱和光，并且在每个点处生成的光具有以下中的一个或多个EML：沿着每个具有相关色温高于约2100K的点，EML大于或等于约0.45，沿着相关色温高于约2400K的点，EML大于或等于约0.55，沿着相关色温高于约3000K的点，EML大于或等于约0.70，沿相关色温高于约4000K的点，EML大于或等于0.9，和沿相关色温高于约6000K的点，EML大于或等于约1.1。在某些实施方式中，组合产生沿着预定义路径的与多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点处产生的光具有R13大于或等于约97，R15大于或等于约94或两者的光。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域包括以下区域的组合：由连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、从4000K和无限CCT开始的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线、光谱轨迹和由连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线定义的区域，以及由490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、以及从4000K到无限CCT的普朗克轨迹定义的区域。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由以下项定义：连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、从4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线和光谱轨迹。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上由以下项定义的区域：连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、以及从4000K到无限CCT的普朗克轨迹。蓝色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.231，0.218)、(0.265，0.260)、(0.2405，0.305)和(0.207，0.256)的线定义。红色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域以下项定义：1600K恒定CCT线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx，ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线以及1600K恒定CCT线。红色区域可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接ccx，ccy坐标(0.576，0.393)、(0.583，0.400)、(0.604、0.387)和(0.597，0.380)的线定义。短蓝色泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和1800K之间的普朗克轨迹、1800K的恒定CCT线以及光谱轨迹。短蓝色泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上区域，该区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的恒定CCT线和光谱轨迹。短蓝色泵浦青色区域长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上由4600K恒定CCT线、光谱轨迹、1800K的恒定CCT线和在4600K和1800K之间的普朗克轨迹定义的区域。短蓝泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.360，0.495)，(0.371，0.518)，(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线定义。短蓝泵浦青色区域、长蓝泵浦青色区域或两者都可以包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(0.497，0.469)，(0.508，0.484)，(0.524，0.472)和(0.513，0.459)的线定义。在一些实施方式中，红色通道，蓝色通道，短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道中的一个或多个的光谱功率分布可以落在表1和表2所示的最小范围和最大范围内。在某些实施方式中红色通道的光谱功率分布可以具有参考波长范围以外的一个或多个波长范围内的光谱功率，与表3和表4中红色通道的值相比，光谱功率增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。在某些实施方式中，蓝色通道可以具有光谱功率分布，其中光谱功率处于参考波长范围以外的一个或多个波长范围内，与表3和表4中显示的蓝色通道值相比，光谱功率增加或减少的幅度在30％以内，20％以内，10％以内或5％以内。在一些实施方式中，短蓝泵浦青色通道可以具有光谱功率分布，其中光谱功率在除了参考波长范围之外的一个或多个波长范围内，与表3中所示的蓝色短泵浦青色通道的值相比，光谱功率增加或减少幅度在30％以内，幅度在20％以内，幅度在10％以内，或幅度在5％以内。在一些实施方式中，长蓝泵浦青色通道可以具有光谱功率分布，其中光谱功率处于参考波长范围以外的一个或多个波长范围内，与表3中显示的长蓝泵浦青色通道的值相比，光谱功率增加或减少幅度在30％以内，幅度在20％以内，幅度在10％以内或幅度在5％以内。在一些实施方式中，第四LED串中的一个或多个LED可以具有在约480nm与约505nm之间的峰值波长。在一些实施方式中，第一LED串，第二LED串和第三LED串中的一个或多个LED可以具有在约430nm与约460nm之间的峰值波长。在一些实施方式中，组合产生与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点处产生的光具有BLH因子小于0.25μW/cm2/lux的光。在一些实施方式中，组合产生与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，在每个点生成的光具有的光具以下一个或多个BLH因子：沿着相关色温低于2100K的点，BLH因子小于或等于0.05，沿相关色温低于约2400K的点，BLH因子小于或等于约0.065，沿着相关色温低于约3000K的点，BLH因子小于或等于约0.12，沿着相关色温低于约4000K的点，BLH因子小于或等于0.25，沿相关色温低于约6500K的点，BLH因子小于或等于约0.35。在一些实施方式中，组合产生与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点处产生的光具有的光的EML与BLH因子之比大于或等于约2.5，大于或等于2.6，大于或等于2.7，大于或等于2.8，大于或等于2.9，大于或等于约3.0，大于或等于约3.1，大于或等于约3.2，大于或等于约3.3，大于或等于约3.4，大于或等于约3.5，大于或等于约4.0，大于或等于约4.5，或大于或等于约5.0。
在一些方面，本公开提供了利用本文所述的半导体发光装置生成白光的方法。在一些实施方式中，可以使用不同的操作模式来生成白光。在某些实施方式中，可以在不同的操作模式下产生具有相似的CCT值的基本上相同的白光点，每个操作模式利用本公开的蓝色通道，红色通道，短蓝泵浦青色通道和长蓝泵浦青色通道的不同组合。在某些实施方式中，可以使用包括第一操作模式和第二操作模式的两种操作模式，该第一操作模式使用蓝色通道、红色通道和短蓝泵浦青色通道，第二操作模式是使用装置的蓝色通道、红色通道和长蓝泵浦青色通道。在某些实施方式中，在第一操作模式和第二操作模式之间进行切换可以使EML约增加5％，约10％，约15％，约20％，约25％，约30％，约35％，约40％，约45％，约50％，约55％或约60％，在基本相同的CCT值的同时，提供在约1，约2，约3，约4，约5，约6，约7，约8，约9或约10内的Ra值。在一些实施方式中，以第一操作模式产生的光和以第二操作模式产生的光可以在约1.0标准配色偏差(SDCM)内。在一些实施方式中，以第一操作模式产生的光和以第二操作模式产生的光可以在约0.5标准配色偏差(SDCM)内。在两种或多种操作模式下提供光的方法可用于提供白光，可以进行切换以向暴露于光线的人类提供所需的生物学效果，例如通过为光线提供增强的EML来提高对工人的警觉性和注意力。可替代地，可以将光切换为较低的EML光，以避免可能破坏睡眠周期的生物学效应。
示例
常规模拟方法。
模拟了具有四个带有特定色点的LED串的装置。对于每个装置，选择具有特定发射的LED串和受光体，然后计算普朗克轨迹上或附近在1800K和10000K之间的代表点的选定数量的白光渲染能力。在每个代表点计算Ra，R9，R13，R15，LER，Rf，Rg，CLA，CS，EML，BLH因子，CAF，CER，COI和昼夜节律性能值。
使用Scilab(法国凡尔赛市的Scilab Enterprises)，LightTools(加利福尼亚州山景城的Synopsis公司)和使用Python创建的自定义软件(Python软件基金会，Beaverton，OR)进行了计算。用LED发射光谱以及发光体介质的激发和发射光谱模拟每个LED串。对于包括磷光体的发光介质，模拟还包括磷光体颗粒的吸收光谱和粒径。使用颜色仓代码为3、4、5、或6的LUXEON Z Color Line宝蓝色LED(产品代码LXZ1-PR01)，颜色仓代码为1或2的一个或多个LUXEON Z色线蓝色LED(LXZ1-PB01)，或一个或多个颜色仓为3、4、5或6的LUXEON宝蓝色LED灯(产品代码LXML-PR01和LXML-PR02)(Lumileds Holding B.V.，荷兰阿姆斯特丹)。使用颜色仓为1、2、3、4或5的LUXEON Rebel蓝色LED(LXML-PB01，LXML-PB02)的光谱制备了在长蓝泵浦青色区域内产生具有色点的组合发射的LED串，峰值波长在460nm至485nm范围内，或颜色仓为1、2、3、4或5的LUXEON Rebel青色LED(LXML-PE01)，峰值波长在460nm至485nm之间。也可以使用其他制造商例如OSRAM GmbH和Cree，Inc的类似LED。
发射、激发和吸收曲线可从可购得的磷光体制造商处获得，如三菱化学控股公司(日本东京)，Intematix公司(加利福尼亚州弗里蒙特)，默克公司的EMD PerformanceMaterials(德国达姆施塔特)，以及PhosphorTech Corporation(Kennesaw，GA)。LED串中使用的发光体介质是组合物A，B和D中的一种或多种以及组合物C，E和F中的一种或多种的组合，如本文其他地方更全面地描述的。本领域技术人员将认识到，可以将LED和发光混合物的各种组合进行组合，以产生具有1931CIE色度图上所需的色点和所需光谱功率分布的组合发射。
示例1
模拟了具有四个LED串的半导体发光装置。第一LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，利用受光体发光介质，并产生具有如上所述和表3-5中所示的蓝色通道1的色点和特性的蓝色通道的组合发射。第二个LED串由峰值发射波长约为450nm至455nm的蓝色LED驱动，利用受光体发光介质，并产生具有如上所述和表3-5中所示的红色通道1的色点和特性的红色通道的组合发射。第三LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，利用受光体发光介质，并产生具有如上所述和表3-5中所示的短蓝泵浦青色通道1的色点和特性的短蓝泵浦青色通道的组合发射。第四LED串由峰值发射波长约为505nm的青色LED驱动，利用受光体的发光介质，并产生具有如上所述和表3-5中所示的长蓝泵浦青色通道1的色点和特性的长蓝泵浦青色通道的组合发射。
表7-10列出了代表普朗克轨迹附近白光色点的代表性装置的发光特性。表9显示了仅使用第一LED串、第二LED串和第三LED串生成的白光色点的数据。表7显示了使用所有四个LED串产生的白光色点的数据。表8显示了仅使用第一LED串、第二LED串和第四LED串生成的白光色点的数据。表10显示了在使用三个或四个LED串的工作模式下，在相似的近似CCT值下产生的白光色点之间的性能比较。
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示例2
进行了进一步的模拟以优化示例1的半导体发光器件的输出。计算通道的信号强度比，以在每个CCT点产生100流明的总通量输出白光。表11-13中显示了每个通道的相对流明输出以及光渲染特性。
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本领域普通技术人员将理解，可以在本文公开的装置和系统中的组件的制造中使用多种材料。任何合适的结构和/或材料都可以用于本文所述的各种特征，并且本领域技术人员将能够基于各种考虑来选择合适的结构和材料，各种考虑包括本文所公开系统的预期用途，将在其中使用它们的预期场所，以及打算与它们一起使用的装置和/或配件，以及其他注意事项。常规的聚合物、金属-聚合物复合材料、陶瓷和金属材料适用于各种部件。在下文中发现和/或开发的，确定适合用于本文所述的特征和元件的材料也将被认为是可接受的。
当本文将范围用于物理性质，例如分子量，或化学性质，例如化学式时，旨在包括其中特定示例的范围的所有组合和子组合。
在本文件中引用或描述的每个专利、专利申请和出版物的公开内容均通过引用全文并入本文。
本领域普通技术人员将理解，可以对本公开的示例进行多种改变和修改，并且可以在不脱离本公开的精神的情况下进行这样的改变和修改。因此，意图是所附权利要求覆盖落入本公开的真实精神和范围内的所有这样的等同变化。

Claims (52)

1.一种半导体发光装置，包括：
第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串，每个LED串包括具有相关联的发光体介质的一个或多个LED；
其中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串分别包括红色通道、蓝色通道、绿色通道和青色通道，在1931CIE色度图上分别在红色区域、蓝色区域、绿色区域和青色区域内分别产生第一不饱和色点、第二不饱和色点、第三不饱和色点和第四不饱和色点；
控制电路，其配置为以至少两种模式控制第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串；在第一模式中，将来自第一LED串、第二LED串和第三LED串的光组合成第一模式发射光，在第二模式中，将来自第一LED串、第二LED串和第四LED串的光组合成第二模式发射光；其中，所述第一模式发射光的Ra不小于92，并且其中，所述第二模式发射光具有比所述第一模式发射光更高的EML；
其中，第一模式发射光和第二模式发射光中的每一个都落在黑体轨迹上任何点周围的7阶MacAdam椭圆内，所述任何点的相关色温在1800K和10000K之间；
其中，绿色区域和青色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由连接(0.360，0.495)、(0.371，0.518)、(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线所界定的区域定义。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光的Rf大于或等于88，Rg大于或等于98且小于或等于104，或两者兼有。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中沿着相关色温在1800K和10000K之间的点，在每个点生成的光的Ra大于或等于95，沿着相关色温在2000K到10000K之间的点，在每个点生成的光的R9大于或等于87，或两者兼有。
4.根据权利要求1所述的半导体发光装置，配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中沿着相关色温在2000K和10000K之间的大于或等于90％的点，在每个点生成的光的R9大于或等于91。
5.根据权利要求1所述的半导体发光装置，配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光具有以下中的一个或多个特性：沿着相关色温高于2100K的点，EML大于或等于0.45；沿着相关色温高于2400K的点，EML大于或等于0.55；沿着相关色温高于3000K的点，EML大于或等于0.7，沿着相关色温高于4000K的点，EML大于或等于0.9；以及沿着相关色温高于6000K的点，EML大于或等于1.1。
6.根据权利要求1所述的半导体发光装置，配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光的R13大于或等于97，R15大于或等于94，或两者兼有。
7.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定的CCT线、紫色线和光谱轨迹。
8.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线，以及来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹。
9.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域包括以下区域的组合：由连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线、以及光谱轨迹定义的区域；以及由连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、以及来自4000K到无限CCT的普朗克轨迹定义的区域。
10.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中红色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：1600K的恒定CCT线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx，ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线以及1600K的恒定CCT线。
11.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中所述绿色区域、所述青色区域，或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和1800K之间的普朗克轨迹、1800K的恒定CCT线以及光谱轨迹。
12.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中绿色区域、青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的恒定CCT线以及光谱轨迹。
13.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中绿色区域、青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：4600K的恒定CCT线、光谱轨迹、1800K的恒定CCT线以及4600K和1800K之间的普朗克轨迹。
14.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中绿色区域、青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由连接(0.360，0.495)、(0.371，0.518)、(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线所界定的区域定义。
15.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，第四LED串中的一个或多个LED具有在480nm至505nm之间的峰值波长。
16.根据权利要求1所述的半导体发光装置，配置为沿着预定义路径生成与多个点相对应的第五不饱和光，在每个点处生成的光的BLH因子具有以下一个或多个特性：沿着相关色温低于2100K的点，BLH因子小于或等于0.05；沿着相关色温低于2400K的点，BLH因子小于或等于0.065；沿着相关色温低于3000K的点，BLH因子小于或等于0.12；沿着相关色温低于4000K的点，BLH因子小于或等于0.25；以及沿着相关色温低于6500K的点，BLH因子小于或等于0.35。
17.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中第一LED串、第二LED串和第三LED串中的一个或多个LED具有在430nm至460nm之间的峰值波长。
18.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中控制电路配置为提供两种操作模式，包括仅使用蓝色通道、红色通道和绿色通道产生光的第一操作模式，以及仅使用蓝色通道、红色通道和青色通道产生光的第二操作模式。
19.根据权利要求18所述的半导体发光装置，其中，控制电路配置为在第一操作模式和第二操作模式之间切换，以在第一操作模式下提供第六不饱和光，在第二操作模式下提供第七不饱和光，其中第六不饱和光和第七不饱和光在1931CIE色度图上具有基本相同的ccx，ccy。
20.根据权利要求19所述的半导体发光装置，其中，对于在1931CIE色度图上协调的具有基本上相同的ccx，ccy的第六不饱和光和第七不饱和光，与第六不饱和光相比，第七不饱和光具有的EML增加了5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％，以及具有Ra值在1、2、3、4、5、6、7、8、9或10之内。
21.根据权利要求19所述的半导体发光装置，其中，所述第六不饱和光和所述第七不饱和光的色点在1.0标准配色偏差(SDCM)内。
22.根据权利要求19所述的半导体发光装置，其中，所述第六不饱和光和所述第七不饱和光的色点在0.5标准配色偏差(SDCM)内。
23.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，所述控制电路配置为生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点处生成的光的EML与BLH因子之比大于或等于2.5、大于或等于2.6、大于或等于2.7、大于或等于2.8、大于或等于2.9、大于或等于3.0、大于或等于3.1、大于或等于3.2、大于或等于3.3、大于或等于3.4、大于或等于3.5、大于或等于4.0、大于或等于4.5、或大于或等于5.0。
24.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由连接(0.231，0.218)，(0.265，0.260)，(0.2405，0.305)和(0.207，0.256)的线定义。
25.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，其中红色区域包括1931CIE色度图上的区域，该区域由连接ccx，ccy坐标(0.576，0.393)、(0.583，0.400)、(0.604、0.387)和(0.597，0.380)的线定义。
26.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中绿色区域、青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由连接(0.497，0.469)，(0.508，0.484)，(0.524，0.472)和(0.513，0.459)的线定义。
27.一种使用半导体发光装置生成白光的方法，所述半导体发光装置包括第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串，每个LED串包括具有相关联的发光体介质的一个或多个LED；其中，第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串分别包括红色通道、蓝色通道、绿色通道和青色通道，产生第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光，在1931CIE色度图上分别在红色区域、蓝色区域、绿色区域和青色区域内分别产生第一不饱和色点、第二不饱和色点、第三不饱和色点和第四不饱和色点；其中，绿色区域和青色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由连接(0.360，0.495)、(0.371，0.518)、(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线所界定的区域定义，并且设置有用于独立地控制第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串的控制器，所述方法包括：
使用控制电路，以至少两种模式控制第一LED串、第二LED串、第三LED串和第四LED串；在第一模式中，将来自第一LED串、第二LED串和第三LED串的光组合成具有第五色点的第一模式发射光，在第二模式中，将来自第一LED串、第二LED串和第四LED串的光组合成具有第六色点的第二模式发射光；其中，所述第一模式发射光的Ra不小于92，并且其中，所述第二模式发射光具有比所述第一模式发射光更高的EML，其中第一模式发射光和第二模式发射光中的每个落在黑体轨迹上任何点周围的7阶MacAdam椭圆内，所述任何点的相关色温在1800K和10000K之间；
生成第一不饱和光、第二不饱和光、第三不饱和光和第四不饱和光中的两个或更多个；以及
组合两个或多个生成的不饱和光以生成第五不饱和光。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光的Rf大于或等于85，Rg大于或等于98且小于或等于104，或两者兼有。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中沿着相关色温在1800K和10000K之间的点，在每个点上生成的光的Ra大于或等于95，沿相关色温在2000K和10000K之间的点，在每个点上生成的光的R9大于或等于85，或两者兼有。
30.根据权利要求27所述的方法，其中所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中沿着相关色温在2000K和10000K之间的大于或等于90％的点，在每个点生成的光的R9大于或等于91。
31.根据权利要求27所述的方法，其中所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光具备以下中的一个或多个特性：沿着相关色温高于2100K的点，EML大于或等于0.45；沿着相关色温高于2400K的点，EML大于或等于0.55；沿着相关色温高于3000K的点，EML大于或等于0.7，沿着相关色温高于4000K的点，EML大于或等于0.9；以及沿着相关色温高于6000K的点，EML大于或等于1.1。
32.根据权利要求27所述的方法，其中所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点生成的光的R13大于或等于97，R15大于或等于94，或两者兼有。
33.根据权利要求27所述的方法，其中蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定的CCT线、紫色线和光谱轨迹。
34.根据权利要求27所述的方法，其中红色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：1600K的恒定CCT线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx，ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线以及1600K的恒定CCT线。
35.根据权利要求27所述的方法，其中所述绿色区域、所述青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和1800K之间的普朗克轨迹、1800K的恒定CCT线以及光谱轨迹。
36.根据权利要求27所述的方法，其中绿色区域、青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接ccx，ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的恒定CCT线、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的恒定CCT线以及光谱轨迹。
37.根据权利要求27所述的方法，其中绿色区域、青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：4600K的恒定CCT线、光谱轨迹、1800K的恒定CCT线以及4600K和1800K之间的普朗克轨迹。
38.根据权利要求27所述的方法，其中绿色区域、青色区域或两者都包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由连接(0.360，0.495)、(0.371，0.518)、(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线所界定的区域定义。
39.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第四LED串中的一个或多个LED具有在480nm与505nm之间的峰值波长。
40.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第一LED串、第二LED串和第三LED串中的一个或多个LED具有在430nm至460nm之间的峰值波长。
41.根据权利要求27所述的方法，其中，所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点处生成的光的BLH因子小于0.25μW/cm2/lux。
42.根据权利要求27所述的方法，其中所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，在每个点处生成的光的BLH因子具备以下的一个或多个特性：沿着相关色温低于2100K的点，BLH因子小于或等于0.05；沿着相关色温低于2400K的点，BLH因子小于或等于0.065；沿着相关色温低于3000K的点，BLH因子小于或等于0.12；沿着相关色温低于4000K的点，BLH因子小于或等于0.25；以及沿着相关色温低于6500K的点，BLH因子小于或等于0.35。
43.根据权利要求27所述的方法，其中所述组合两个或多个生成的不饱和光生成与沿着预定义路径的多个点相对应的第五不饱和光，其中在每个点处生成的光的EML与BLH因子之比大于或等于2.5、大于或等于2.6、大于或等于2.7、大于或等于2.8、大于或等于2.9、大于或等于3.0、大于或等于3.1、大于或等于3.2、大于或等于3.3、大于或等于3.4、大于或等于3.5、大于或等于4.0、大于或等于4.5、或大于或等于5.0。
44.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括：
提供配置为提供两种操作模式的控制电路，两种操作模式包括仅使用蓝色通道、红色通道和绿色通道产生光的第一操作模式和仅使用蓝色通道、红色通道和青色通道产生光的第二操作模式。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述控制电路配置为在第一操作模式和第二操作模式之间切换以在第一操作模式下提供第六不饱和光并且在第二操作模式下提供第七不饱和光，第六不饱和光和第七不饱和光在1931CIE色度图上具有基本相同的ccx，ccy。
46.根据权利要求45所述的方法，对于在1931CIE色度图上协调的具有基本上相同的ccx，ccy的第六不饱和光和第七不饱和光，与第六不饱和光相比，第七不饱和光具有的EML增加了5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％，以及具有Ra值在1、2、3、4、5、6、7、8、9或10之内。
47.根据权利要求45所述的方法，其中，所述第六不饱和光和所述第七不饱和光的色点在1.0标准配色偏差(SDCM)内。
48.根据权利要求45所述的方法，其中，所述第六不饱和光和所述第七不饱和光的色点在0.5标准配色偏差(SDCM)内。
49.根据权利要求27所述的方法，其中，蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由以下项定义：连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线，以及来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹。
50.根据权利要求27所述的方法，其中蓝色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域包括以下区域的组合：由连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、来自4000K和无限CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT线、紫色线、以及光谱轨迹定义的区域；以及由连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线、490nm的单色点与(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹的无限点的ccx，ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、以及来自4000K到无限CCT的普朗克轨迹定义的区域。
51.根据权利要求27所述的方法，其中，蓝色区域包括1931CIE色度图上由连接(0.231，0.218)、(0.265，0.260)、(0.2405，0.305)和(0.207，0.256)的线定义的区域。
52.根据权利要求27所述的方法，其中红色区域包括1931CIE色度图上的区域，所述区域由连接ccx，ccy坐标(0.576，0.393)、(0.583，0.400)、(0.604、0.387)和(0.597，0.380)的线定义。
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