CN113841465B - 颜色可调的发光二极管（led）系统、led照明系统、和方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了可调LED照明系统、器件和方法。一种发光器件，包括：至少一个第一磷光体转换的LED，其被配置为发射具有以CIE 1976颜色坐标0.3<u'<0.35和v'>0.52为特征的去饱和橙色色点的光；和至少一个第二磷光体转换的LED，其被配置为发射具有以CIE 1976颜色坐标0.15<u'<0.20和0.47<v'<0.52为特征的青色色点的光。第一磷光体转换的LED和第二磷光体转换的LED被布置成将由第一磷光体转换的LED发射的光与由第二磷光体转换的LED发射的光组合，以提供从发光器件输出的白光。

Description

颜色可调的发光二极管（LED）系统、LED照明系统、和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月28日提交的美国专利申请16/368413的优先权的权益，该申请以其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
相关色温（CCT）可调的发光二极管（LED）照明系统可以使用两个通道的LED驱动和两组LED发射器在颜色空间中的两个原色点之间提供线性调节，每组被配置为在打开时发射具有两个原色点之一的光。这种LED照明系统的调节区间可以是原色点之间的CCT区间。例如，对于白色LED照明系统的CCT调节，两个原色点可以是具有2700K的CCT的暖白色和具有4000K的CCT的中性白色，从而为2700K-4000K的LED照明系统提供调节区间。
发明内容
本文描述了可调LED照明系统、器件和方法。一种发光器件，包括：至少一个第一磷光体转换的LED，其被配置为发射具有以CIE 1976颜色坐标0.3<u'<0.35和v'>0.52为特征的去饱和橙色色点的光；和至少一个第二磷光体转换的LED，其被配置为发射具有以CIE1976颜色坐标0.15<u'<0.20和0.47<v'<0.52为特征的青色色点的光。第一磷光体转换的LED和第二磷光体转换的LED被布置成将由第一磷光体转换的LED发射的光与由第二磷光体转换的LED发射的光组合，以提供从发光器件输出的白光。
附图说明
图1A是表示颜色空间的国际照明委员会（CIE）1976色度图解；
图1B是示出三个示例LED系统的俯视图的图解，这三个示例LED系统包括对应于第一组和第二组LED发射器的LED发射器；
图1C是示出第一组中的LED发射器和第二组中的LED发射器的模拟光谱的曲线图；
图1D是示出示例去饱和橙色色点和示例去饱和青色色点之间的调节路径的曲线图，这两个色点可以分别对应于由第一组和第二组中的LED发射器发射的光；
图1E是示出如本文所描述的颜色可调的LED照明系统的实施例和三个参考可调LED照明系统的在不同CCT下的光通量之间的比较的曲线图；
图1F是示出如本文描述的颜色可调的LED照明系统的实施例和参考颜色可调的LED照明系统的在图1D的调节路径和黑体线（BBL）之间的距离的曲线图；
图1G是示出对于如本文描述的颜色可调的LED照明系统的实施例，作为CCT的函数的计算的显色指数（CRI）的曲线图；
图1H是操作如本文所描述的颜色可调的LED照明系统的示例方法的流程图解；
图2是根据一个实施例的集成LED照明系统的电子板的俯视图；
图3A是在一个实施例中，其LED阵列在LED器件附接区域处附接到衬底的电子板的俯视图；
图3B是双通道集成LED照明系统的一个实施例的图解，其中电子组件安装在电路板的两个表面上；
图3C是LED照明系统的实施例的图解，其中LED阵列在与驱动器和控制电路分开的电子板上；
图3D是LED照明系统的框图，该LED照明系统具有LED阵列以及与驱动器电路分开的电子板上的一些电子器件；
图3E是示出多通道LED驱动器电路的示例LED照明系统的图解；
图4是示例应用系统的图解；
图5A是示例LED器件的图解；以及
图5B是示例LED系统的图解。
具体实施方式
下文将参考所附附图更全面地描述不同光照明系统和/或发光二极管（“LED”）实施方式的示例。这些示例不相互排斥，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征相组合，以实现另外的实施方式。因此，将被理解，所附附图中所示的示例仅为了说明的目的而提供，并且它们不旨在以任何方式限制本公开。类似的数字始终指代类似的元件。
将被理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语可以用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件并且第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”可以包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。
将被理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在”或“延伸到”另一个元件上时，它可以直接在或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”或“直接延伸到”另一个元件上时，可能没有中间元件的存在。还将被理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件和/或经由一个或多个中间元件连接或耦合到另一个元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，在该元件和另一个元件之间没有中间元件的存在。将被理解，除了各图中描绘的任何取向之外，这些术语旨在涵盖元件的不同取向。
诸如“下面”、“上面”、“上边”、“下边”、“水平”或“垂直”的相对术语在本文可以用于描述一个元件、层或区域与各图中所图示的另一个元件、层或区域的关系。将被理解，除了各图中描绘的取向之外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。
进一步，LED器件、LED阵列、电气组件和/或电子组件是否容纳在一个、两个或更多个电子板上也可以取决于设计约束和/或应用。
半导体发光器件（LED）或光学功率发射器件——诸如发射紫外（UV）或红外（IR）光学功率的器件——是目前可用的最有效的光源之一。这些器件（以下称为“LED”）可以包括发光二极管、谐振腔发光二极管、垂直腔激光二极管、或边缘发射激光器等。例如，由于其紧凑的大小和较低的功率要求，LED对于许多不同的应用可以是有吸引力的候选。例如，它们可以用作手持电池供电设备（诸如相机和手机）的光源（例如，闪光灯和相机闪光灯）。例如，它们也可以用于汽车照明、平视显示器（HUD）照明、园艺照明、街道照明、视频照明灯（torchfor video）、一般照明（例如，家庭、商店、办公室和工作室照明，剧院/舞台照明和建筑照明）、增强现实（AR）照明、虚拟现实（VR）照明、作为显示器的背光、和IR光谱仪。单个LED可以提供不如白炽光源亮的光，并且因此，多结器件或LED阵列（诸如单片LED阵列、微LED阵列等）可以用于期望或要求更高明度的应用。诸如本文所描述的可调LED照明系统对于室外照明——诸如街道、道路、隧道、停车场、停车库、和生态敏感区域照明——尤其有利，其中可能期望调节由LED照明系统提供的复合光的色点，以便例如在不同的周围环境照明条件、天气条件、交通条件等下提供更有效、视觉上更令人愉悦、和/或更安全的照明环境。
颜色空间是一个三维空间，其中颜色由三个数字的集合定义，这些数字指定特定同质视觉刺激的颜色和明度。色度图解表示投射到二维空间上的由人眼可感知的所有颜色。色度图解可以提供高精度，因为这些参数基于从有色物体发射的光的光谱功率分布（SPD），并且受已经针对人眼测量的灵敏度曲线影响。因此，在选定的色度图解中，任何颜色都可以根据它的两个颜色坐标精确地表达。
图1A是国际照明委员会（CIE）1976色度图解100。CIE 1976颜色空间直接投射到由两个色度坐标u'和v'指定的对应色度空间上，这两个色度坐标在图1A中示出为u'和v'轴。CIE 1976色度图解100忽略了明度，其可以由参数1'表示。
CIE 1976色度图解100包括普朗克轨迹或黑体轨迹（BBL）102。BBL 102是白炽黑体的颜色在特定色度空间中的路径或轨迹，因为黑体温度从低CCT处的深红色变化到橙色、黄白色、白色，并且最后在非常高的CCT处变化到蓝白色。一般来说，距BBL 102不太远的白色色点被优选用于一般照明。
如上所述，线性颜色可调的LED照明系统通常具有两个初级LED通道，这两个初级LED通道分别驱动两组LED发射器，这两组LED发射器在颜色可调的LED照明系统的调节区间的相应端处具有CCT。例如，具有2700K至4000K的调节区间的LED照明系统可以包括具有2700K的CCT的第一组LED发射器和具有4000K的CCT的第二组LED发射器。可以通过改变通过第一通道提供给第一组LED发射器的功率和通过第二通道提供给第二组LED发射器的功率的混合比来调节从LED照明系统输出的复合光的色点。因此，对于这些线性颜色调节的LED照明系统，在调节区间的任一端处，一组LED发射器将完全关闭。然后，在这样的LED照明系统中，LED发射器的利用率是相对低的。
由于几个原因，低利用率可能是不利的。例如，可能需要更多的LED发射器来实现与具有更高利用率的系统相同的光通量。这可以提高LED发射器本身以及需要容纳更多数量的LED发射器的其他系统组件的成本。对于定向照明应用，低利用率还可以增加实现某个光通量所需要的光源大小，从而降低LED照明系统的整体亮度。这可能意味着可以减少给定次级光学器件的光束控制，和/或可以需要更大的次级光学器件来实现相同的光束控制。
附加地，传统的白色LED发射器包括红色磷光体和绿色磷光体，以将泵浦光转换成白光。在这种LED发射器中，下转换的绿光可以被红色磷光体重新吸收并然后下转换成红光，从而将两种磷光体的效率损失复合。
本文描述的实施例提供了两组电耦合的LED发射器，以从一个或多个LED驱动器电路的两个通道接收功率。第一组LED发射器可以被配置成发射具有去饱和橙色的光。第二组LED发射器可以被配置成发射具有去饱和青色的光。针对在大于70的显色指数（CRI）处具有2700K和4000K之间的CTT的两组复合光，各自电耦合到第一组和第二组LED发射器中的相应一个的两个通道可以产出最大的LED发射器利用率和光通量。在较低的通量和CRI下，CCT调节可以使得能够降低到大约2000K。在实施例中，第一组LED发射器可以仅包括峰值发射波长在590 nm和650 nm之间的红色氮化物磷光体，并且第二组LED发射器可以仅包括峰值发射波长在500 nm和560 nm之间的绿色磷光体，这可以相对于其中红色磷光体和绿色磷光体被包括在同一LED发射器的波长转换层内的LED照明系统减少或消除红色磷光体和绿色磷光体之间的相互作用。
返回参考图1A的CIE 1976色度图解100，第一组LED发射器可以具有去饱和橙色色点，其特征在于CIE 1976色度坐标0.30<u'<0.35和v'>0.52。用于第一组的LED发射器结构可以具有波长转换层，该波长转换层可以包括通式为[Euy,Bad,Sr(1-y-d)]2Si5N8（其中0.003<y<0.03、0.2<d<0.6）的2-5-8磷光体材料。第二组LED发射器可以具有去饱和青色色点，其特征在于CIE 1976色度坐标0.15<u'<0.20和0.47<v'<0.52。第二组的LED发射器结构可以具有波长转换层，该波长转换层可以包括通式为[Cex,Lua,Y(1-a-x)]3[Gab,Al(1-b)]5O12（其中0.01<x<0.06，0<a<1-x，0<b<0.6）的石榴石磷光体。在一些实施例中，用于第二组中的LED发射器的波长转换层可以包括混合在一起的具有不同组分的两种或更多种石榴石磷光体材料。在实施例中，第一组LED发射器可以具有包括最少或不包括绿色发射磷光体材料的波长转换层，并且第二组LED发射器可以具有包括最少或不包括红色发射磷光体材料的波长转换层，以限制磷光体-磷光体相互作用和相关联的效率损失。
图1B是示出包括对应于第一组和第二组的LED发射器的三个示例LED系统110A、110B和110C的俯视图的图解。图1B中所示的每个示例LED系统包括在封装级或模块级集成的多个LED发射器。虽然图1B中所示的示例是LED系统——其包括对应于第一组和第二组两者的LED发射器阵列——但LED照明系统可以替代地包括分立LED系统的阵列，每个分立LED系统发射具有对应于第一组或第二组的单一颜色的光。此外，将理解，除了本文描述的具体示例之外，还可以使用与本文描述的实施例一致的LED系统，包括例如中功率LED系统。例如，LED系统220在图5B中示出，并且其结构在下面详细描述。
图1B中所示的一个示例LED系统110A是集成在封装级上的高功率LED系统。高功率LED系统110A可以包括若干LED发射器112。在图1B中所示的具体示例中，发射器是衬底114上的四个相异的LED器件112A、112B、112C和112D。LED器件112A、112B、112C、112D中的每一个是属于第一组A的去饱和橙色LED器件或属于第二组B的去饱和青色LED器件。然而，本领域普通技术人员将认识到，高功率LED系统可以包括与本文描述的实施例一致的任何数量的LED器件。可以在所有LED器件112和至少部分衬底114之上提供可选的圆顶116。
图1B中所示的另一示例LED系统110B是在封装级集成的板上芯片（COB）LED系统。在所示示例中，COB LED系统110B在衬底 120上包括多个发射器118。可以在发射器118之上图案化波长转换层，使得各行发射器可分别发射具有对应于A组的去饱和橙色色点或对应于B组的去饱和青色色点的光。可以可选地在发射器118和至少部分衬底120之上提供圆顶（未示出）。虽然这个示例被描述为COB LED系统110B，但在替代实施例中，单片LED阵列可以被使用，并设置有类似于图1B中所示的图案化波长转换层的图案化波长转换层。此外，虽然在图1B中示出了条纹波长转换层图案，但波长转换层可以用可以使得LED系统能够电耦合到双通道驱动器并被驱动的任何方式图案化，使得A组发射器发射具有去饱和橙色色点的光，B组发射器发射具有去饱和青色色点的光，并且LED系统110B的复合光输出具有在期望调节区间内的CCT。
图1B中所示的另一个示例LED系统110C是LED模块，其包括集成在模块级的分立LED系统124的阵列122。阵列122安置在衬底126上，并且包括12个分立LED系统124，每个分立LED系统124具有单个LED器件或LED发射器阵列，该LED发射器阵列被配置为在打开时发射具有对应于组A的去饱和橙色色点或对应于组B的去饱和青色色点的光。每个LED系统124可以可选地包括其自己的光学器件，诸如圆顶127。虽然在图1B中的LED阵列122中包括十二个分立LED系统124，但是将理解，取决于设计限制，可以包括任何数量的LED系统。
第一组和第二组LED发射器可以经由单独的通道电耦合到驱动器，该通道可以单独控制提供给第一组和第二组中的每一组的驱动电流和/或占空比，以便提供具有特定CCT和光通量的复合输出光。LED照明系统可以包括颜色调节电路——诸如电流分配电路、电流开关电路、和脉宽调制（PWM）电路——以连续地或以脉宽调制模式生成和控制经由每个通道提供的电流。驱动器和/或颜色调节电路可以电耦合和/或通信耦合到控制单元（诸如LED照明系统微控制器），其可以从分立的存储单元检索数据，从一个或多个传感器和/或定时器接收输入，和/或经由有线或无线接收器从外部设备接收控制命令。控制单元可以基于一个或多个接收到的输入来控制颜色调节电路，以设定LED照明系统的目标CCT和通量。下面参照图2、图3A、图3B、图3C、图3D和图3E描述了可以包括驱动器、控制单元、传感器、以及无线和/或有线接收器的LED照明系统（其中可以结合本文所描述的LED系统）的示例，并因此，下面参照这些图更详细地提供了这些LED照明系统组件的描述和本文描述的LED照明系统的操作。
如上所述，在结合如本文所描述的第一组和第二组LED发射器的室外LED照明系统中，可以设定设计约束，使得在2700K至4000K区间内提供高且恒定的光通量，同时在该区间内还实现大于70的CRI，并允许向下调节到2000K，其中较低的光通量和CRI可以是可接受的。
图1C是示出第一组中的LED发射器和第二组中的LED发射器的模拟光谱的曲线图150。在曲线图150中，曲线152表示第二组中示例去饱和青色LED发射器的光谱，并且曲线154表示第一组中示例去饱和橙色LED发射器的光谱。曲线图150示出了波长在380 nm和780nm之间的两种LED发射器类型中的每一种的光谱功率（单位为W/nm）。
图1D是示出示例去饱和橙色色点166和示例去饱和青色色点168之间的调节路径162的曲线图160，这两个色点可以分别对应于由第一组和第二组中的LED发射器发射的光。曲线164表示BBL，并且曲线图160示出了相对于BBL 164的不同CCT。如可以看出，由调节路径162表示的调节区间在3500K跨越BBL，并且在大约2000K和4000K之间相对紧密地接近BBL164。
在实施例中，LED发射器的光通量可以通过用光谱中包含的辐射的发光效能来缩放相似LED发射器（即，在相似的色点和使用相似的磷光体）的光通量来估计。这可以实现本文描述的LED照明系统的性能与在BBL 164上具有原色的现有技术的CCT可调LED照明系统的基本比较。
图1E是曲线图170，其示出了如本文所描述的颜色可调的LED照明系统的实施例（172）以及三个参考颜色可调的LED照明系统2200-4000K（174）、2200-5000K（176）和2200-6500K（178）之间在各种CCT下的光通量之间的比较。虽然可以从本文所描述的颜色可调的LED照明系统获得的最大通量可能仅略高于参考颜色可调的LED照明系统的最大通量，但是由于本文所描述的系统中较高的LED利用率，可以在2700-4000K的目标区间内保持的恒定通量显著较高。
下表1示出了本文所描述的LED照明系统和参考LED照明系统的这个恒定通量水平。根据这个计算，估计有17%的增益。当在3000-4000K的CCT区间内的考虑恒定通量时，增益变成21%。这可以在许多户外应用中提供主要优势，因为增益可以用于减少LED器件或发射器数量和固定装置大小，同时实现相同的通量，从而改善光学控制而不改变光学系统，和/或在较低的驱动条件下驱动LED以改善效能。
表1
2700-4000K内的恒定通量 3000-4000K内的恒定通量
本文描述的系统 188 216
参考系统2200-4000K 140 140
参考系统2200-5000K 161 178
参考系统2200-6500K 149 175
图1F是曲线图180，其示出了如本文所描述的可调LED照明系统的实施例（182）以及在2200K至4000K（184）、2200K至5000K（186）、和2200K至6500K（188）内可调的参考LED照明系统的调节路径距BBL（由Duv表示）的距离。根据定义，使用BBL上的白原色的参考LED照明系统具有落在BBL下方的调节路径，其中2200-6500K参考LED照明系统达到-0.009的Duv。在本文描述的LED照明系统中，调节路径在3500K左右跨越BBL，其中在较低的CCT下Duv下降到约-0.005，并且在较高的CCT下Duv上升到约+0.005。这在质量上对应于在各种研究（例如，Ohno等人，Rea等人）中观察到的白点偏好，并因此，这预计不是令人反感的，并且与普朗克调节路径相比，这甚至可以潜在地是更优选的。
图1G是曲线图190，其示出了从包括基本上由2-5-8氮化物磷光体制成的一个或多个LED发射器和基本上由石榴石磷光体制成的一个或多个LED发射器的LED照明系统输出的复合光的计算CRI。两组单独输出的光的CRI都低于70。然而，如由图1G中的线192所示，对于具有最大通量操作的2700-4000K区间，混合光谱具有远高于70的CRI，并且对于2000-2700K操作区间，CRI仍然高于60。
图1H是根据本文描述的实施例的操作LED照明系统的示例方法的流程图解193。在图1H中所示的示例中，第一组LED发射器接收具有第一电流和第一占空比中的至少一个的第一信号（194）。第二组LED发射器可以接收具有第二电流和第二占空比中的至少一个的第二信号（195）。响应于第一信号，第一组LED发射器可以发射具有去饱和橙色色点和第一通量的光（196）。响应于第二信号，第二组LED发射器可以发射具有去饱和青色色点和第二通量的光（197）。虽然图1H中示出了具体步骤，但是本领域普通技术人员将理解，可以包括更多或更少的步骤。附加地，任一步骤可以组合为同时执行。步骤的顺序也可以更改，使得任何一个或多个步骤以不同的次序执行。
图2是根据一个实施例的集成LED照明系统的电子板310的俯视图。在替代实施例中，两个或更多个电子板可以用于LED照明系统。例如，LED阵列可以在分开的电子板上，或者传感器模块可以在分开的电子板上。在所图示的示例中，电子板310包括电力模块312、传感器模块314、连接性和控制模块316、以及为将LED阵列（或者如上面详细描述的各个LED系统110）附接在衬底320上而保留的LED附接区域318。
衬底320可以是能够使用导电连接器——诸如轨道、迹线、焊盘、过孔、和/或导线——机械地支撑电气组件、电子组件和/或电子模块并向电气组件、电子组件和/或电子模块提供电耦合的任何板。衬底320可以包括安置在一层或多层非导电材料（诸如介电复合材料）之间或之上的一层或多层金属化层。电力模块312可以包括电气和/或电子组件。在示例实施例中，电力模块312包括AC/DC转换电路、调光电路、LED驱动器电路、和颜色调节电路600。LED驱动电路可以包括例如DC/DC转换电路以及其他所需或期望的电压整流器电路。根据本文描述的实施例，颜色调节电路600可以被配置为改变提供给第一组和第二组LED发射器的功率的混合比，以控制由LED发射器输出的复合光的CCT，在其他实施例中，该LED发射器可以被附接到LED器件附接区域318。
传感器模块314可以包括要实施LED器件、系统或阵列的应用所需要的传感器。示例传感器可以包括光学传感器（例如，IR传感器和图像传感器）、运动传感器、热传感器、机械传感器、邻近传感器、或者甚至定时器。通过示例的方式，诸如本文所描述的LED照明系统可以基于若干不同的传感器输入——诸如检测到的用户的存在、检测到的周围照明条件、检测到的天气条件——或者基于白天/夜晚的时间，来关闭/打开和/或进行CCT调节。这可以包括例如调整光输出的强度、光输出的形状、和/或光输出的CCT，和/或打开或关闭LED器件、系统或发射器，以节省能量。运动传感器本身可以是LED，诸如IR探测器LED。在替代实施例中，虽然电子板310不包括传感器模块，但是传感器或传感器模块可以设置在分开的电子板上（未示出）或其他板外位置中。
连接性和控制模块316可以包括系统微控制器和被配置为从外部设备接收控制输入的任何类型的有线或无线模块。通过示例的方式，无线模块可以包括蓝牙、Zigbee、Z波、网状、WiFi、近场通信（NFC）、和/或对等模块。微控制器可以是任何类型的专用计算机或处理器，其可以嵌入在LED照明系统中，并且被配置或可配置为从有线或无线模块或LED系统中的其他模块接收输入（诸如传感器数据和从LED模块反馈的数据），并且基于此向其他模块提供控制信号。由专用处理器实施的算法可以在计算机程序、软件或固件中实施，该计算机程序、软件或固件结合在非暂时性计算机可读存储介质中，用于由专用处理器执行。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、寄存器、高速缓冲存储器、和半导体存储器设备。存储器可以被包括作为微控制器的一部分，或者可以在电子板310上或外的其他地方实施。在本文所描述的实施例中，诸如本文所描述的LED照明系统可以基于经由有线或无线模块的用户输入而关闭/打开和/或进行CCT调节。例如，用户可以期望具有特定CCT的照明并且可以经由用户输入设备（例如移动电话或计算机）向有线或无线模块提供期望的CCT或类似输入。在其他实施例中，用户可以键入可以与传感器数据结合使用以关闭/打开LED照明系统和/或调节LED照明系统的CCT的输入。
如本文使用的术语模块可以指安置在各个电路板上的电气和/或电子组件，这些电路板可以焊接到一个或多个电子板310。然而，术语模块也可以指提供相似功能的电气和/或电子组件，但是它们可以单独焊接到同一区域中或不同区域中的一个或多个电路板。
图3A是在一个实施例中，其LED阵列410在LED器件附接区域318处附接到衬底320的电子板310的俯视图。电子板310与LED阵列410一起表示LED照明系统400A。附加地，电力模块312通过迹线418B接收Vin 497处的电压输入以及来自连接性和控制模块316的控制信号，并通过迹线418A向LED阵列410提供驱动信号。LED阵列410经由来自电力模块312的驱动信号打开和关闭，该电力模块312可以包括如本文所描述的颜色调节电路600。在图3A中所示的实施例中，连接性和控制模块316通过迹线418C从传感器模块314接收传感器信号。LED阵列410可以包括如本文所描述的第一组LED发射器和第二组LED发射器。
图3B图示了具有安装在电路板499的两个表面上的电子组件的双通道集成LED照明系统的一个实施例。如图3B中所示，LED照明系统400B包括第一表面445A以及安装在其上的AC/DC转换器电路412，该第一表面445A具有接收调光器信号和AC功率信号的输入。LED系统400B包括第二表面445B，其具有调光器接口电路415、DC-DC转换器电路440A和440B、具有微控制器472的连接性和控制模块416（在这个示例中为无线模块）、以及安装在其上的LED阵列410。LED阵列410由两个独立的通道411A和411B驱动。在替代实施例中，单个通道可以用于向LED阵列提供驱动信号，或者任何数量的多个通道可以用于向LED阵列提供驱动信号。例如，图3E图示了具有3个通道的LED照明系统400D，并且在下面进一步详细描述。尽管未在图3B中示出，但是DC-DC转换器电路440A和440B可以各自是可以包括颜色调节电路（未示出）的独立单通道驱动器的一部分。
LED阵列410可以包括两组LED发射器，其可以是本文所描述的第一组和第二组LED发射器。在示例实施例中，组A的LED发射器电耦合到第一通道411A，并且组B的LED发射器电耦合到第二通道411B。两个DC-DC转换器440A和440B中的每一个可以分别经由单个通道411A和411B提供相应的驱动电流，用于驱动LED阵列410中相应的LED发射器组A和组B。这些组之一中的LED发射器可以被配置成发射具有与第二组LED中的LED发射器不同的色点的光。在实施例中，第一组A和第二组B可以分别具有去饱和橙色色点和去饱和青色色点，如上所描述。通过分别经由单个通道411A和411B控制由单独的DC/DC转换器电路440A和440B施加的电流和/或占空比，可以在一个区间内调整由LED阵列410发射的光的复合色点的控制。这可以使用颜色调节电路（未示出）来执行。尽管图3B中所示的实施例不包括传感器模块（如图2和图3A中所描述），但是替代实施例可以包括传感器模块。
图示的LED照明系统400B是集成系统，其中LED阵列410和用于操作LED阵列410的电路设置在单个电子板上。电路板499的同一表面上的模块之间的连接可以通过表面或子表面互连——诸如迹线431、432、433、434和435，或金属化（未示出）——来电耦合，用于在模块之间交换例如电压、电流和控制信号。电路板499的相对表面上的模块之间的连接可以通过诸如过孔和金属化（未示出）的通板互连来电耦合。
图3C图示了LED照明系统400C的实施例，其中LED阵列在与驱动器和控制电路分开的电子板上。LED照明系统400C包括在与LED模块490分开的电子板上的电力模块452。电力模块452可以在第一电子板上包括AC/DC转换器电路412、传感器模块414、连接性和控制模块416、调光器接口电路415、DC/DC转换器440、和颜色调节电路600。LED模块490可以在第二电子板上包括嵌入式LED校准和设置数据493、以及LED阵列410。数据、控制信号和/或LED驱动器输入信号485可以经由导线在电力模块452和LED模块490之间交换，该导线可以与这两个模块电耦合和通信耦合。
嵌入式LED校准和设置数据493可以包括由给定LED照明系统内的其他模块所需要的任何数据，以控制LED阵列中的LED如何被驱动。在一个实施例中，嵌入式校准和设置数据493可以包括由微控制器生成或修改控制信号所需要的数据，该控制信号指令驱动器使用例如脉宽调制（PWM）信号向LED A和B中的每组提供功率。在这个示例中，校准和设置数据493可以通知微控制器（未示出）关于例如要使用的功率通道的数量、要由整个LED阵列410提供的复合光的期望色点、和/或由AC/DC转换器电路412提供给每个通道的提供的功率的百分比。
图3D图示了LED照明系统400D的框图，该LED照明系统400D具有LED阵列以及与驱动器电路分开的电子板上的一些电子器件。LED系统400D包括位于分开的电子板上的功率转换模块483和LED模块481。功率转换模块483可以包括AC/DC转换器电路412、调光器接口电路415、DC-DC转换器电路440、和颜色调节电路600，并且LED模块481可以包括嵌入式LED校准和设置数据493、LED阵列410、传感器模块414以及连接性和控制模块416。功率转换模块483可以经由两个电子板之间的有线连接向LED阵列410提供LED驱动器输入信号485。
图3E是示出多通道LED驱动器电路的示例LED照明系统400E的图解。在所图示的示例中，系统400E包括电力模块452和LED模块481，该LED模块481包括嵌入式LED校准和设置数据493以及三组LED发射器494A、494B和494C。虽然在图3E中示出了三组LED发射器，但是本领域普通技术人员将认识到，可以使用与本文描述的实施例一致的任何数量的LED发射器组。进一步，虽然每组内的单独的LED串联布置，但是在一些实施例中它们可以并联布置。
LED阵列494可以包括提供具有不同色点的光的LED发射器组。例如，LED阵列494可以包括经由第一组LED发射器494A的暖白光源、经由第二组LED发射器494B的冷白光源、和经由第三组LED发射器494C的中性白光源。经由第一组LED发射器494A的暖白光源可以包括被配置为提供具有大约2700K的相关色温（CCT）的白光的一个或多个LED发射器。经由第二组LED发射器494B的冷白光源可以包括被配置为提供具有大约6500K的CCT的白光的一个或多个LED发射器。经由第三组LED发射器494C的中性白光源可以包括被配置为提供具有大约4000K的CCT的光的一个或多个LED发射器。虽然在这个示例中描述了各种白色LED发射器，但是本领域普通技术人员将认识到，与本文描述的实施例一致的其他颜色组合是可能的，以从LED阵列494提供具有各种整体颜色的复合光输出。
电力模块452可以包括颜色调节电路（未示出），其可以被配置为通过三个分开的通道（在图3E中被指示为LED 1+、LED 2+和LED 3+）向LED阵列494供应功率。更特别地，颜色调节电路可以被配置为经由第一通道向第一组LED发射器494A（诸如暖白光源）供应第一PWM信号，经由第二通道向第二组LED发射器494B供应第二PWM信号，并且经由第三通道向第三组LED发射器494C供应第三PWM信号。经由相应通道提供的每个信号可以用于给对应的LED器件或LED发射器组供电，并且信号的占空比可以确定每个相应组的接通和关断状态的总持续时间。接通和关断状态的持续时间可以导致总体光效果，该总体光效果可以具有基于持续时间的光属性（例如，相关色温（CCT）、色点或明度）。在操作中，颜色调节电路可以改变第一、第二和第三信号的占空比的相对幅度，以调整每组LED发射器的相应的光属性，来提供具有来自LED阵列494的期望发射的复合光。如上所述，LED阵列494的光输出可以具有基于来自每组LED发射器494A、494B和494C的光发射的组合（例如，混合）的色点。虽然上面描述的实施例是关于双通道驱动器，但本领域的普通技术人员将理解，如果期望，则可以将由第三通道驱动的第三组LED发射器添加到上面描述的实施例，使得第一组去饱和橙色LED发射器、第二组去饱和青色LED发射器、和第三组第三种颜色的LED发射器设置在LED阵列494上。在其他实施例中，双通道驱动器可以类似于图3E中所示的实施例操作，其中使用了两个驱动通道LED 1+和LED 2+而没有第三个驱动通道LED 3+。
在操作中，电力模块452可以接收基于用户和/或传感器输入生成的控制输入，并经由单独的通道提供信号，以基于控制输入控制由LED阵列494输出的光的复合颜色。在一些实施例中，用户可以通过转动旋钮或移动滑块向LED照明系统提供输入，该滑块可以是例如传感器模块（未示出）的一部分。附加地或替代地，在一些实施例中，用户可以使用智能手机和/或其他电子设备向LED照明系统400E提供输入，以向无线模块（未示出）传送期望颜色的指示。
图4示出了示例系统550，其包括应用平台560、LED照明系统552和556、以及次级光学器件554和558。LED照明系统552产生箭头561a和561b之间所示的光束561。LED照明系统556可以在箭头562a和562b之间产生光束562。在图4中所示的实施例中，从LED照明系统552发射的光穿过次级光学器件554，并且从LED照明系统556发射的光穿过次级光学器件558。在替代实施例中，光束561和562不穿过任何次级光学器件。次级光学器件可以是或可以包括一个或多个光导。一个或多个光导可以是边缘照明的，或者可以具有限定光导的内部边缘的内部开口。LED照明系统552和/或556可以插入一个或多个光导的内部开口中，使得它们将光注入一个或多个光导的内部边缘（内部开口光导）或外部边缘（边缘照明光导）中。LED照明系统552和/或556中的LED可以围绕作为光导的一部分的基座的圆周布置。根据一种实施方式，基座可以是导热的。根据一种实施方式，基座可以耦合到安置在光导之上的散热元件。散热元件可以被布置成经由导热基座接收由LED生成的热量，并且消散接收到的热量。一个或多个光导可以允许由LED照明系统552和556发射的光以期望的方式——诸如例如具有梯度、倒角分布、窄分布、宽分布、或角分布等——成形。
在示例实施例中，系统550可以是相机闪光系统的移动电话、室内住宅或商业照明、诸如街道照明的室外灯、汽车、医疗设备、AR/VR设备、和机器人设备。图3A中所示的集成LED照明系统400A、图3B中所示的集成LED照明系统400B、图3C中所示的LED照明系统400C以及图3D中所示的LED照明系统400D图示了示例实施例中的LED照明系统552和556。
应用平台560可以经由线路565或其他适用的输入经由电力总线向LED照明系统552和/或556提供功率，如本文所讨论的。进一步，应用平台560可以经由线路565为LED照明系统552和LED照明系统556的操作提供输入信号，该输入可以基于用户输入/偏好、所感测的读数、或者预编程或自主确定的输出等。一个或多个传感器可以在应用平台560的外壳内部或外部。
在各种实施例中，应用平台560传感器和/或LED照明系统552和/或556传感器可以收集数据，诸如视觉数据（例如，LIDAR数据、IR数据、经由相机收集的数据等）、音频数据、基于距离的数据、移动数据、或环境数据等、或者其组合。数据可以与物理项目或实体——诸如物体、个人、车辆等——相关。例如，感测装备可以为基于ADAS/AV的应用收集物体邻近度数据，这可以基于物理项目或实体的检测来划分检测和后续动作的优先级。数据可以基于由例如LED照明系统552和/或556发射光学信号（诸如IR信号）并基于发射的光学信号收集数据来收集。数据可以由与发射用于数据收集的光学信号的组件不同的组件来收集。继续该示例，感测装备可以位于汽车上，并且可以使用垂直腔面发射激光器（VCSEL）发射光束。一个或多个传感器可以感测对发射的光束或任何其他适用输入的响应。
图5A是示例实施例中的LED器件200的图解。LED器件200可以包括衬底202、有源层204、波长转换层206、和初级光学器件208。在其他实施例中，LED器件可以不包括波长转换器层和/或初级光学器件。各个LED器件200可以包括在LED照明系统——诸如上面描述的任一LED照明系统——中的LED阵列中，并且可以被称为发射器。
如图5A中所示，有源层204可以相邻于衬底202，并且当被激发时发射泵浦光。用于形成衬底202和有源层204的合适材料包括蓝宝石、SiC、GaN、硅，并且可以更具体地由以下形成：III-V族半导体，包括但不限于AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb；II-VI族半导体，包括但不限于ZnS、ZnSe、CdSe、CdTe；第IV族半导体，包括但不限于Ge、Si、SiC以及其混合物或合金。
波长转换层206可以远离、邻近或直接在有源层204之上。有源层204将泵浦光发射到波长转换层206中。波长转换层206用于通过吸收至少一部分泵浦光并发射光来进一步修改由有源层204发射的光的波长，使得从每个LED器件发射的组合光具有特定色点。包括波长转换层的LED器件通常被称为磷光体转换的LED（“PCLED”）。波长转换层206可以包括任何发光材料，诸如例如透明或半透明粘合剂或基质中的磷光体颗粒，或者吸收一种波长的光并发射不同波长的光的陶瓷磷光体元件。
初级光学器件208可以在LED器件200的一层或多层上或在LED器件200的一层或多层上方，并允许光从有源层204和/或波长转换层206穿过初级光学器件208。初级光学器件208可以是被配置为保护一层或多层并且至少部分地成形LED器件200的输出的透镜或封装件。初级光学器件208可以包括透明和/或半透明材料。在示例实施例中，可以基于朗伯分布图案发射经由初级光学器件的光。将被理解，初级光学器件208的一个或多个属性可以被修改以产生与朗伯分布图案不同的光分布图案。
图5B示出了示例实施例中的照明系统220的截面视图，该照明系统220包括具有LED发射器201A、201B和201C的LED阵列210、以及次级光学器件212。LED阵列210包括LED发射器201A、201B和201C，每个LED发射器包括相应的波长转换层206B、有源层204B和衬底202B。LED阵列210可以是使用晶圆级处理技术制作的单片LED阵列、或具有亚500微米尺寸的微LED等。LED阵列210中的LED发射器201A、201B和201C可以使用阵列分割或者替代地使用拾取和放置技术来形成。
在一个或多个LED发射器201A、201B和201C之间示出的空间203可以包括气隙，或者可以由可以是触点（例如，n触点）的材料（诸如金属材料）填充。
次级光学器件212可以包括透镜209和波导207中的一个或两个。将被理解，尽管根据所示的示例讨论了次级光学器件，但是在示例实施例中，次级光学器件212可以用于扩展射入光（发散光学器件），或者将射入光聚集成准直光束（准直光学器件）。在示例实施例中，波导207可以是聚光器，并且可以具有任何适用的形状——诸如抛物线形状、圆锥形状、或斜面形状等——来集中光。波导207可以涂覆有用于反射或重定向入射光的介电材料、或金属化层等。在替代实施例中，照明系统可以不包括以下中的一个或多个：转换层206B、初级光学器件208B、波导207、和透镜209。
透镜209可以由任何适用的透明材料——诸如但不限于SiC、氧化铝、或金刚石等，或者其组合——形成。透镜209可以用于修改输入到透镜209中的光束，使得来自透镜209的输出光束将有效地满足期望的光度规格。附加地，透镜209可以服务于一个或多个美学目的，诸如通过确定LED阵列210的LED器件201A、201B和/或201C的照明的和/或未照明的外观。
已经详细描述了实施例，本领域技术人员将领会，给定本描述，可以对本文描述的实施例进行修改而不脱离本发明构思的精神。因此，意图是本发明的范围不限于图示的和描述的具体实施例。

Claims (20)

1.一种发光器件，包括：
至少一个第一磷光体转换的LED，被配置为发射具有以CIE 1976颜色坐标0.3<u'<0.35和v'>0.52为特征的去饱和橙色色点的光；和
至少一个第二磷光体转换的LED，与所述第一磷光体转换的LED分开地配置为发射具有以CIE 1976颜色坐标0.15<u'<0.20和0.47<v'<0.52为特征的青色色点的光；
所述第一磷光体转换的LED和所述第二磷光体转换的LED被布置成将由所述第一磷光体转换的LED发射的光与由所述第二磷光体转换的LED发射的光组合，以提供从所述发光器件输出的白光。
2.根据权利要求1所述的发光器件，包括驱动器，所述驱动器被配置为单独控制到所述第一磷光体转换的LED和所述第二磷光体转换的LED的驱动电流、占空比、或者驱动电流和占空比，以遍及2700K至4000K的相关色温区间而控制从所述发光器件输出的白光的相关色温和功率。
3.根据权利要求2所述的发光器件，其中从所述发光器件输出的白光遍及所述2700K至4000K的相关色温区间而具有大于70的显色指数。
4.根据权利要求1所述的发光器件，包括驱动器，所述驱动器被配置为单独控制到所述第一磷光体转换的LED和所述第二磷光体转换的LED的驱动电流、占空比、或者驱动电流和占空比，以遍及2000K至4000K的相关色温区间而控制从所述发光器件输出的白光的相关色温和功率。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中从所述发光器件输出的白光遍及所述2000K至4000K的相关色温区间而具有大于60的显色指数。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中：
所述第一磷光体转换的LED包括被配置为发射蓝光或紫光的第一LED和被配置为吸收由所述第一LED发射的蓝光或紫光的至少一部分并作为响应发射峰值发射波长在590 nm和650 nm之间的光的第一磷光体；以及
所述第二磷光体转换的LED包括被配置为发射蓝光或紫光的第二LED和被配置为吸收由所述第二LED发射的蓝光或紫光的至少一部分并作为响应发射峰值发射波长在500 nm和560 nm之间的光的第二磷光体。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述第一磷光体包括2-5-8氮化物磷光体材料，并且所述第二磷光体包括一种或多种石榴石磷光体材料。
8.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述第一磷光体包括具有化学式[Euy,Bad,Sr(1-y-d)]2Si5N8的2-5-8氮化物磷光体材料，其中0.003<y<0.03和0.2<d<0.6。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述第二磷光体包括具有化学式[Cex,Lua,Y(1-a-x)]3[Gab,Al(1-b)]5O12的石榴石磷光体，其中0.01<x<0.06，0<a<1-x，0<b<0.6。
10.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述第二磷光体包括具有不同组分的两种或更多种石榴石磷光体的混合物。
11.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述第二磷光体包括具有化学式[Cex,Lua,Y(1-a-x)]3[Gab,Al(1-b)]5O12的石榴石磷光体，其中0.01<x<0.06，0<a<1-x，0<b<0.6。
12.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述第二磷光体包括具有不同组分的两种或更多种石榴石磷光体的混合物。
13.根据权利要求1所述的发光器件，其中：
所述第一磷光体转换的LED不包括被配置为吸收来自第一LED的蓝光或紫光并作为响应发射绿光的磷光体，以及
所述第二磷光体转换的LED不包括被配置为吸收来自第二LED的蓝光或紫光并作为响应发射红光的磷光体。
14.一种操作发光器件的方法，所述方法包括：
驱动至少一个第一磷光体转换的LED，以发射具有以CIE 1976颜色坐标0.3<u'<0.35和v'>0.52为特征的去饱和橙色色点的光；
驱动与所述第一磷光体转换的LED分开地配置的至少一个第二磷光体转换的LED，以发射具有以CIE 1976颜色坐标0.15<u'<0.20和0.47<v'<0.52为特征的青色色点的光；
将由所述第一磷光体转换的LED发射的光与由所述第二磷光体转换的LED发射的光组合，以提供从所述发光器件输出的白光；以及
单独控制到所述第一磷光体转换的LED和所述第二磷光体转换的LED的驱动电流、占空比、或者驱动电流和占空比，以遍及2700K至4000K的相关色温区间而控制从所述发光器件输出的白光的相关色温和功率。
15.一种操作发光器件的方法，所述方法包括：
驱动至少一个第一磷光体转换的LED，以发射具有以CIE 1976颜色坐标0.3<u'<0.35和v'>0.52为特征的去饱和橙色色点的光；
驱动与所述第一磷光体转换的LED分开地配置的至少一个第二磷光体转换的LED，以发射具有以CIE 1976颜色坐标0.15<u'<0.20和0.47<v'<0.52为特征的青色色点的光；
将由所述第一磷光体转换的LED发射的光与由所述第二磷光体转换的LED发射的光组合，以提供从所述发光器件输出的白光；以及
单独控制到所述第一磷光体转换的LED和所述第二磷光体转换的LED的驱动电流、占空比、或者驱动电流和占空比，以遍及2000K至4000K的相关色温区间而控制从所述发光器件输出的白光的相关色温和功率。
16.一种发光器件，包括：
第一LED，被配置为仅发射具有去饱和橙色的第一光，所述去饱和橙色由在区间0.3<u'<0.35和v'>0.52内的CIE 1976颜色坐标u'和v'组成；和
第二LED，被配置为仅发射具有青色的第二光，所述青色由在区间0.15<u'<0.20和0.47<v'<0.52内的CIE 1976颜色坐标u'和v'组成；
其中所述第一LED和所述第二LED被布置成组合所述第一光和所述第二光。
17.根据权利要求16所述的发光器件，其中所述第一LED是由红色氮化物磷光体组成的磷光体转换的LED，并且所述第二LED是由绿色磷光体组成的磷光体转换的LED。
18.根据权利要求17所述的发光器件，其中所述红色氮化物磷光体具有在590 nm和650nm之间的峰值波长，并且所述绿色磷光体具有在500 nm和560 nm之间的峰值发射波长。
19.根据权利要求16所述的发光器件，还包括驱动器，所述驱动器被配置为单独控制第一光的量和第二光的量以调整组合的第一光和第二光的相关色温，所述相关色温具有在2000K和4000K之间的调节区间。
20.根据权利要求19所述的发光器件，其中所述调节区间在3500K处跨越黑体轨迹。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131715A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Ecosense Lighting Inc. Methods for generating melatonin-response-tuned white light with high color rendering
WO2021168094A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-26 Elemental LED, Inc. Output stabilization of mixed color temperature led lighting systems
US11626538B2 (en) 2020-10-29 2023-04-11 Lumileds Llc Light emitting diode device with tunable emission
US12096529B2 (en) * 2021-02-23 2024-09-17 ERP Power, LLC Light driver system with wired sensor board
EP4084582A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-02 Tridonic GmbH & Co KG Led arrangement for emitting white light of a desired color temperature and lighting system comprising such an led arrangement
CN114126145B (zh) * 2022-01-24 2022-04-22 杭州罗莱迪思科技股份有限公司 一种调节灯具色温线性感知的方法及其应用
CN115334710B (zh) * 2022-08-12 2023-03-31 杭州罗莱迪思科技股份有限公司 等温线调色控制方法及其应用
IT202200019248A1 (it) * 2022-09-20 2024-03-20 Artemide Spa Apparecchio di illuminazione multifunzione
WO2024113160A1 (en) * 2022-11-29 2024-06-06 Bridgelux, Inc. Color-temperature-tunable lighting devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101377284A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 三星电机株式会社 使用白色发光二极管的面光源以及具有该面光源的液晶显示器背光模块
CN102290521A (zh) * 2007-01-02 2011-12-21 三星Led株式会社 白光发射装置及使用其的用于液晶显示器背光的光源模块
CN105154079A (zh) * 2012-07-18 2015-12-16 英特美光电（苏州）有限公司 基于氮化物的经钙稳定的发红光磷光体

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5803579A (en) 1996-06-13 1998-09-08 Gentex Corporation Illuminator assembly incorporating light emitting diodes
US7014336B1 (en) * 1999-11-18 2006-03-21 Color Kinetics Incorporated Systems and methods for generating and modulating illumination conditions
US7095056B2 (en) * 2003-12-10 2006-08-22 Sensor Electronic Technology, Inc. White light emitting device and method
US8125137B2 (en) * 2005-01-10 2012-02-28 Cree, Inc. Multi-chip light emitting device lamps for providing high-CRI warm white light and light fixtures including the same
US8203260B2 (en) 2007-04-13 2012-06-19 Intematix Corporation Color temperature tunable white light source
US8415870B2 (en) 2008-08-28 2013-04-09 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting device and backlight source, backlight source system, display device and electronic device using the same
KR20120092549A (ko) 2009-06-30 2012-08-21 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 조정가능 색 온도를 갖는 백색광 전계발광 디바이스
KR101557267B1 (ko) * 2009-10-15 2015-10-06 코닝정밀소재 주식회사 디스플레이 장치용 광학필터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치
US8508127B2 (en) * 2010-03-09 2013-08-13 Cree, Inc. High CRI lighting device with added long-wavelength blue color
JP2012009684A (ja) 2010-06-25 2012-01-12 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置
CN102313249B (zh) * 2010-07-01 2014-11-26 惠州元晖光电股份有限公司 可调白色的方法及其应用
JP2012064925A (ja) 2010-08-18 2012-03-29 Mitsubishi Chemicals Corp Ｌｅｄ発光装置及びｌｅｄ発光装置を備えたインジケータ
US10098197B2 (en) * 2011-06-03 2018-10-09 Cree, Inc. Lighting devices with individually compensating multi-color clusters
US8796952B2 (en) * 2011-03-03 2014-08-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices having selectable and/or adjustable color points and related methods
US9642208B2 (en) * 2011-06-28 2017-05-02 Cree, Inc. Variable correlated color temperature luminary constructs
EP2912140B1 (en) * 2012-10-25 2019-11-06 Lumileds Holding B.V. Pdms-based ligands for quantum dots in silicones
JP6277508B2 (ja) 2012-12-19 2018-02-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュールおよび照明装置
US9039746B2 (en) * 2013-02-08 2015-05-26 Cree, Inc. Solid state light emitting devices including adjustable melatonin suppression effects
JP6396295B2 (ja) 2013-06-18 2018-09-26 シャープ株式会社 光源装置および発光装置
US9241384B2 (en) * 2014-04-23 2016-01-19 Cree, Inc. Solid state lighting devices with adjustable color point
EP3206240B1 (en) 2014-10-08 2019-06-19 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102290521A (zh) * 2007-01-02 2011-12-21 三星Led株式会社 白光发射装置及使用其的用于液晶显示器背光的光源模块
CN101377284A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 三星电机株式会社 使用白色发光二极管的面光源以及具有该面光源的液晶显示器背光模块
CN105154079A (zh) * 2012-07-18 2015-12-16 英特美光电（苏州）有限公司 基于氮化物的经钙稳定的发红光磷光体

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