DE102007058703A1 - Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex - Google Patents

Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex Download PDF

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Abstract

Eine lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex beinhaltet: ein Substrat, ein lichtemittierendes Modul vom Feld-Typ, eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Schichten und eine Mehrzahl transparenter Schichten. Das lichtemittierende Modul vom Feld-Typ ist zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von Reihen lichtemittierender Chips und jede Reihe lichtemittierender Chips hat eine Mehrzahl lichtemittierender Chips und mindestens einen zweiten lichtemittierenden Chip. Die wellenlängenkonvertierenden Schichten bedecken jeweils die ersten lichtemittierenden Chips. Folglich wird ein Teil des sichtbaren Lichtes, welches von den ersten lichtemittierenden Chips emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten in sichtbares Licht mit einem anderen Peakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Peakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den zweiten lichtemittierenden Chips emittiert wird, um die lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ dazu zu bringen, weißes Licht mit einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95 zu erzeugen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lichtemittierende Vorrichtung und bezieht sich insbesondere auf eine lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • LED (lichtemittierende Diode) ist eine Halbleiterkomponente. Sie hat eine geringe Größe und ihr Vorteil liegt darin, dass sie in effizienter Weise farbiges Licht mit einer Peakwellenlänge erzeugen kann, welche einer einzelnen Farbe entspricht. Wenn Licht unterschiedlicher Farben, welches von unterschiedlichen LEDs emittiert wird, gemischt wird, kann eine weiße Lichtquelle erhalten werden.
  • Beispielsweise können drei LEDs miteinander kombiniert werden, wie beispielsweise eine rote LED, eine grüne LED und eine blaue LED, die Licht von drei unterschiedlichen Wellenlängen im sichtbaren Bereich erzeugen. Weil jede LED eine Lichtquelle mit einer anderen Peakwellenlänge und einer einzelnen Farbe ist, ist die weiße Lichtquelle, die sich aus dem Mischen der drei unterschiedlichen Wellenlängen ergibt stets uneinheitlich.
  • Es ist eine Priorität des Konstrukteurs, eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit hohem Farbwiedergabeindex (CRI) zu entwerfen. Allerdings kann man mit dem herkömmlichen Mischverfahren unter Verwendung mehrerer LEDs (wie beispielsweise roter LED, grüner LED, blauer LED) mit unterschiedlichen Peakwellenlängen, um weißes Licht zu erzeugen, nur einen Farbwiedergabeindex von ungefähr 80 erhalten, und das erzeugte weiße Licht ist uneinheitlich.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex bereitzustellen, welche beinhaltet: ein Substrat, ein lichtemittierendes Modul vom Feld-Typ, eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Schichten und eine Mehrzahl transparenter Schichten.
  • Weiterhin ist das lichtemittierende Modul vom Feld-Typ elektrisch auf dem Substrat aufgebracht. Das lichtemittierende Modul vom Feld-Typ ist zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von Reihen lichtemittierender Chips und jede Reihe lichtemittierender Chips hat eine Mehrzahl erster lichtemittierender Chips mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 450 nm und 460 nm und mindestens einen zweiten lichtemittierenden Chip mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm.
  • Weiterhin bedecken die wellenlängenkonvertierenden Schichten jeweils die ersten lichtemittierenden Chips. Ein Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten ist eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid, um Projektionsquellen mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm aus einem Teil der entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips zu erhalten. Ein anderer Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten ist eine Mischung von gelben Phosphorpulvern und einem Packungskolloid, um Projektionsquellen mit einer vorherbestimmten Farbtemperatur aus einem anderen Teil der entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips zu erhalten. Die transparenten Schichten bedecken jeweils die zweiten lichtemittierenden Chips.
  • Folglich wird ein Teil des sichtbaren Lichtes, welches von den ersten lichtemittierenden Chips emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten in sichtbares Licht mit einem anderen Peakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Peakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den zweiten lichtemittierenden Chips emittiert wird, um die lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ dazu zu bringen, weißes Licht mit einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95 zu erzeugen.
  • Es muss verstanden werden, dass sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft sind und vorgesehen sind, um eine weitergehende Erklärung der beanspruchten Erfindung zu liefern. Andere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, Zeichnungen und Ansprüchen offensichtlich werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die verschiedenen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillieren Beschreibung besser verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
  • 1 eine Aufsicht auf eine lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex ist, die einen Typ von wellenlängenkonvertierender Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • 2 eine Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1 ist;
  • 3 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer ersten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4a eine schematische Ansicht einer Anordnung erster lichtemittierender Vorrichtungen vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4b eine schematische Ansicht einer Anordnung erster lichtemittierender Vorrichtungen vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4c eine schematische Ansicht einer Anordnung erster lichtemittierender Vorrichtungen vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 5 eine Aufsicht auf eine zweite lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 eine Querschnittansicht entlang der Linie 6-6 in 5 ist;
  • 7a eine schematische Ansicht einer Anordnung zweiter lichtemittierender Vorrichtungen vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7A ein Spektrogramm einer zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7b eine schematische Ansicht einer Anordnung zweiten lichtemittierender Vorrichtungen vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7B ein Spektrogramm einer lichtemittierenden zweiten Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7c eine schematische Ansicht einer Anordnung zweiter Lichtemittierender Vorrichtungen vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7C ein Spektrogramm einer lichtemittierenden zweiten Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Unter Bezug auf 1–2 zeigt 1 eine Aufsicht auf eine erste lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex, die einen Typ von wellenlängenkonvertierender Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, und 2 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1. Die vorliegende Erfindung stellt eine lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex bereit, welche beinhaltet: ein Substrat 1, ein lichtemittierendes Modul vom Feld-Typ 2, einen Satz wellenlängenkonvertierender Schichten 3 und eine Mehrzahl von Sätzen transparenter Schichten 4.
  • Weiterhin ist das lichtemittierende Modul vom Feld-Typ 2 elektrisch auf dem Substrat 1 aufgebracht. Das lichtemittierende Modul vom Feld-Typ 2 ist zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von Reihen lichtemittierender Chips (21, 22, 23, 24). Jede Reihe lichtemittierender Chips hat eine Mehrzahl erster lichtemittierender Chips mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 450 nm und 460 nm und mindestens einem zweiten lichtemittierenden Chip mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm.
  • Wie in 1 gezeigt hat die erste Reihe lichtemittierender Chips 21 drei erste lichtemittierende Chips 210 und einen zweiten lichtemittierenden Chip 211. Die zweite Reihe lichtemittierender Chips 22 hat drei erste lichtemittierende Chips 220 und einen zweiten lichtemittierenden Chip 221. Die dritte Reihe lichtemittierender Chips 23 hat drei erste lichtemittierende Chips 230 und einen zweiten lichtemittierenden Chip 231. Die vierte Reihe lichtemittierender Chips 24 hat drei erste lichtemittierende Chips 240 und einen zweiten lichtemittierenden Chip 241.
  • Weiterhin können die ersten lichtemittierenden Chips (210, 220, 230, 240) blaue LED-Chips sein und die zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241) können rote LED-Chips sein. Weiterhin sind die zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241) jeweils und wechselweise auf unterschiedlichen Reihen lichtemittierender Chips (21, 22, 23, 24) angeordnet, so dass die zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241) in einer Sägezahn-Form gezeigt werden. Die ersten lichtemittierenden Chips (210, 220, 230, 240) und die zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241) sind voneinander durch einen vorherbestimmten Abstand getrennt.
  • Des Weiteren bedecken die wellenlängenkonvertierenden Schichten 3 jeweils die die ersten lichtemittierenden Chips (210, 220, 230, 240). Die transparenten Schichten 4 bedecken jeweils die zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241).
  • Eine der wellenlängenkonvertierenden Schichten 3 ist eine Mischung 3O von orangefarbenen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid, und Licht das von einem Teil des entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips (wie beispielsweise dem ersten lichtemittierenden Chip 240 auf einer dritten Position auf der vierten Reihe lichtemittierender Chips 24 in 1), projiziert wird, absorbiert wird und mittels der Mischung 3O von orangefarbenen Phosphorpulvern und dem Packungskolloid in projiziertes Licht mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm konvertiert wird.
  • Ein Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten 3 ist eine Mischung 3G von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid, und Licht das von einem der entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips (wie beispielsweise dem ersten lichtemittierenden Chip 210 auf einer vierten Position auf der ersten Reihe lichtemittierender Chips 21 und dem ersten lichtemittierenden Chip 220 auf einer dritten Position auf der zweiten Reihe lichtemittierender Chips 22 in 1), projiziert wird, absorbiert wird und mittels der Mischung 3G von grünen Phosphorpulvern und dem Packungskolloid in projiziertes Licht mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 480 nm und 495 nm oder zwischen 520 nm und 540 nm konvertiert wird.
  • Ein anderer Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten 3 ist eine Mischung 3Y von gelben Phosphorpulvern und einem Packungskolloid, und Licht das von einem anderen Teil des entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips (wie beispielsweise dem ersten lichtemittierenden Chip 210 auf einer ersten Position auf der ersten Reihe lichtemittierender Chips 21 und dem zweiten lichtemittierenden Chip 220 auf einer ersten Position auf der zweiten Reihe lichtemittierender Chips 22 in 1), projiziert wird, absorbiert wird und mittels der Mischung 3Y von gelben Phosphorpulvern und dem Packungskolloid in projiziertes Licht mit einer vorherbestimmten Farbtemperatur zwischen 2800 K und 7000 K oder zwischen 7000 K und 11000 K konvertiert wird. Zudem können die gelben Phosphorpulver durch orangefarbene und grüne Phosphorpulver ersetzt werden. Somit wird Licht das von einem anderen Teil des entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips projiziert wird, absorbiert und mittels der Mischung 3Y von orangefarbenen und grünen Phosphorpulvern und dem Packungskolloid in projiziertes Licht mit einer vorherbestimmten Farbtemperatur konvertiert.
  • Folglich wird ein Teil des sichtbaren Lichtes, welches von den ersten lichtemittierenden Chips (210, 220, 230, 240) emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten 3 in sichtbares Licht mit einem anderen Peakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Peakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241) emittiert wird, um die lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ dazu zu bringen, weißes Licht mit einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95 zu erzeugen.
  • Allerdings ist das zuvor erwähnte Verfahren zum Anordnen der ersten lichtemittierenden Chips (210, 220, 230, 240) und der zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241) nicht geeignet, um die vorliegende Erfindung einzuschränken. Beispielsweise hat jeder Reihe lichtemittierender Chips (21, 22, 23, 24) mindestens einen zweiten lichtemittierenden Chip (211, 221, 231, 241) und die wellenlängenkonvertierenden Schichten, die mittels unterschiedlicher Prozentanteile und Bestandteile aus Phosphorpulvern und einem Packungskolloid zusammengemischt wurden, um jeweils einen der ersten lichtemittierenden Chips (210, 220, 230, 240) zu bedecken, sind in der vorliegenden Erfindung geschützt.
  • 3 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der vorliegenden Erfindung. Unter Bezug auf 1 und 3 ist das lichtemittierende Modul vom Feld-Typ 2 aus vier Reihen lichtemittierender Chips (21, 22, 23, 24) zusammengesetzt und jede Reihe lichtemittierender Chips hat drei erste lichtemittierende Chips und einen zweiten lichtemittierenden Chip, um ein lichtemittierendes Modul vom 4 × 4 Feld-Typ zu bilden. Die Reihen lichtemittierender Chips (21, 22, 23, 24) sind elektrisch parallel geschaltet auf dem Substrat 1 angeordnet. Die ersten lichtemittierenden Chips und der zweite lichtemittierende Chip jeder Reihe lichtemittierender Chips (21, 22, 23, 24) sind elektrisch in Reihe geschaltet auf dem Substrat 1 angeordnet.
  • Zudem hat jeder erste lichtemittierende Chip eine Betriebsspannung zwischen 2,9 V und 4,0 V und jeder zweite lichtemittierende Chip hat eine Betriebsspannung zwischen 1,8 V und 2,8 V. Gemäß unterschiedlichen Anforderungen kann der Konstrukteur erste und zweite lichtemittierende Chips mit unterschiedlichen Spannungen wählen, so dass eine Gesamtspannung jeder lichtemittierenden Chipreihe (21, 22, 23, 24) ungefähr 12 V beträgt. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Gesamtspannung jeder lichtemittierenden Chipreihe (21, 22, 23, 24) 12 V.
  • 4a zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung einer ersten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Die Beschreibung der ersten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform ist wie folgt:
    Die Fläche B + P(OG) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(OG) von orangen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(OG) in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2800 K und 7000 K konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(G) bedeutet, dass sich ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(G) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(G) in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(O) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(O) von orangen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(O) in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm konvertiert wird; und
    Die Fläche R + T bedeutet, dass der rote LED-Chip R direkt durch eine transparente Schicht T hindurchgeht, um eine rote projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen.
  • Somit wird ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von den blauen LED-Chips B emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten (P(OG), P(G), P(O)) in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den roten LED-Chips R projiziert wurde, um die erste lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform dazu zu bringen gemischtes weißes Licht mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2500 K und 4000 K zu erzeugen.
  • 4b zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung einer ersten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Die Beschreibung der ersten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ der zweiten Ausführungsform ist wie folgt:
    Die Fläche B + P(OG) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(OG) von orangen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(OG) in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2800 K und 7000 K konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(G) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(G) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine grüne, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(g) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(g) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine grüne, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 480 nm und 495 nm konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(O) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(O) von orangen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine orangen, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm konvertiert wird; und
    Die Fläche R + T bedeutet, dass der rote LED-Chip R direkt durch eine transparente Schicht T hindurchgeht, um eine rote projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen.
  • Somit wird ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von den blauen LED-Chips B emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten (P(OG), P(G), P(g), P(O)) in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den roten LED-Chips R projiziert wurde, um die erste lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ der zweiten Ausführungsform dazu zu bringen gemischtes weißes Licht mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 4000 K und 6000 K zu erzeugen.
  • 4c zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung einer ersten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Die Beschreibung der ersten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ der dritten Ausführungsform ist wie folgt:
    Die Fläche B + P(OG) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(OG) von orangen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(OG) in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 7000 K und 11.000 K konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(G) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(G) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine grüne, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(g) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(g) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine grüne, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 480 nm und 495 nm konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(O) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(O) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine orangen, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm konvertiert wird; und
    Die Fläche R + T bedeutet, dass der rote LED-Chip R direkt durch eine transparente Schicht T hindurchgeht, um eine rote projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen.
  • Somit wird ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von den blauen LED-Chips B emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten (P(OG), P(G), P(g), P(O)) in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den roten LED-Chips R projiziert wurde, um die erste lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ der dritten Ausführungsform dazu zu bringen gemischtes weißes Licht mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 6000 K und 9000 K zu erzeugen.
  • Unter Bezug auf 5 und 6 zeigt 5 eine Aufsicht auf eine zweite lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt 6 eine Querschnittansicht entlang der Linie 6-6 in 5. Der Unterschied zwischen dem zweiten Typ der lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ und dem zuvor erwähnten ersten Typ der lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ besteht darin, dass ein Substrat 1' eine Mehrzahl an Aufnahmevertiefungen 10' aufweist, die aneinander anstoßen, und die ersten lichtemittierenden Chips (210, 220, 230, 240) und die zweiten lichtemittierenden Chips (211, 221, 231, 241) der Reihen lichtemittierender Chips (21', 22', 23', 24') eines lichtemittierenden Moduls vom Feld-Typ 2' jeweils in den Aufnahmevertiefungen 10' aufgenommen sind.
  • Unter Bezug auf 7a und 7A zeigt 7a eine schematische Ansicht einer Anordnung einer zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 7A zeigt ein Spektrogramm einer zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung der zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform ist wie folgt:
    Die Fläche B + P(OG) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(OG) von orangen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(OG) in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2800 K und 7000 K konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(G) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(G) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine grüne, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(O) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(O) von orangen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine orangen, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm konvertiert wird; und
    Die Fläche R + T bedeutet, dass der rote LED-Chip R direkt durch eine transparente Schicht T hindurchgeht, um eine rote projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen.
  • Somit wird ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von den blauen LED-Chips 13 emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten (P(OG), P(G), P(O)) in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den roten LED-Chips R projiziert wurde, um die erste lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform dazu zu bringen weißes Licht mit einem hohen Farbwiedergabewert (CRI) von 93,16 und einem Farbtemperaturbereich zwischen 2500 K und 4000 K zu erzeugen, wie in 7A gezeigt.
  • Unter Bezug auf 7b und 7B zeigt 7b eine schematische Ansicht einer Anordnung einer zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 7B zeigt ein Spektrogramm einer zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung der zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform ist wie folgt:
    Die Fläche B + P(OG) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(OG) von orangen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(OG) in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2800 K und 7000 K konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(G) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(G) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine grüne, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm konvertiert wird; und
    Die Fläche R + T bedeutet, dass der rote LED-Chip R direkt durch eine transparente Schicht T hindurchgeht, um eine rote projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen.
  • Somit wird ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von den blauen LED-Chips B emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten (P(OG), P(G)) in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den roten LED-Chips R projiziert wurde, um die erste lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform dazu zu bringen weißes Licht mit einem hohen Farbwiedergabewert (CRI) von 90,46 und einem Farbtemperaturbereich zwischen 4000 K und 6000 K zu erzeugen, wie in 7B gezeigt.
  • Unter Bezug auf 7c und 7C zeigt 7c eine schematische Ansicht einer Anordnung einer zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 7C zeigt ein Spektrogramm einer zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung der zweiten lichtemittierenden Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform ist wie folgt:
    Die Fläche B + P(OG)' bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(OG)' von orangen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und mittels der Mischung P(OG)' in eine weiße, projizierende Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 7000 K und 11.000 K konvertiert wird;
    Die Fläche B + P(G) bedeutet, dass ein blauer LED-Chip B sich mit einer Mischung P(G) von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid verbindet und ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von jedem blauen LED-Chip B emittiert wird, absorbiert und in eine grüne, projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm konvertiert wird; und
    Die Fläche R + T bedeutet, dass der rote LED-Chip R direkt durch eine transparente Schicht T hindurchgeht, um eine rote projizierende Lichtquelle mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen.
  • Somit wird ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von den blauen LED-Chips B emittiert wird, absorbiert und mittels der wellenlängenkonvertierenden Schichten (P(OG)', P(G)) in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich konvertiert, und das sichtbare Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich mischt sich mit dem projizierten Licht, welches von den roten LED-Chips R projiziert wurde, um die erste lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ der ersten Ausführungsform dazu zu bringen weißes Licht mit einem hohen Farbwiedergabewert (CRI) von 90,18 und einem Farbtemperaturbereich zwischen 6000 K und 9000 K zu erzeugen, wie in 7C gezeigt.
  • Zusammenfassend hat die vorliegende Erfindung einige Eigenschaften wie folgt: jede Reihe lichtemittierender Chips hat eine Mehrzahl erster lichtemittierender Chips und mindestens einen zweiten lichtemittierenden Chip. Weiterhin ist ein Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid, um Projektionsquellen mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm aus einem Teil der entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips zu erhalten. Ein anderer Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten ist eine Mischung von gelben Phosphorpulvern (oder orangen und grünen Phosphorpulvern) und einem Packungskolloid, um Projektionsquellen mit einer vorherbestimmten Farbtemperatur aus einem anderen Teil der entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips zu erhalten. Die zweiten lichtemittierenden Chips sind jeweils und abwechselnd auf unterschiedlichen lichtemittierenden Chipreihen angeordnet. Folglich erzeugt die lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ, weißes Licht mit einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die bevorzugtesten Ausführungsformen davon beschrieben wurde, so wird doch verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf Details davon eingeschränkt ist. Verschiedene Ersetzungen und Modifikationen wurden in der voranstehenden Beschreibung vorgeschlagen und dem Fachmann werden weitere einfallen. Daher ist vorgesehen, dass all diese Ersetzungen und Modifikationen vom Umfang der Erfindung umfasst werden, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (15)

  1. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ mit hohem Farbwiedergabeindex, umfassend: ein Substrat; ein lichtemittierendes Modul vom Feld-Typ, welches elektrisch auf dem Substrat aufgebracht ist, wobei das lichtemittierende Modul aus einer Mehrzahl von Reihen lichtemittierender Chips zusammengesetzt ist und jede Reihe lichtemittierender Chips, eine Mehrzahl erster lichtemittierender Chips mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 450 nm und 460 nm und mindestens einen zweiten lichtemittierenden Chip mit einem Emissionswellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm aufweist; eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Schichten, welche jeweils die ersten lichtemittierenden Chips bedecken, wobei ein Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um Projektionsquellen mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm aus einem Teil der entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips zu erzeugen und ein anderer Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten eine Mischung von gelben Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um Projektionsquellen mit einer vorherbestimmten Farbtemperatur aus einem anderen Teil der entsprechenden ersten lichtemittierenden Chips zu erzeugen; und eine Mehrzahl transparenter Schichten, welche jeweils die zweiten lichtemittierenden Schichten bedecken; wobei ein Teil des sichtbaren Lichts, welches von den ersten lichtemittierenden Chips emittiert wird, mittels des Satzes wellenlängenkonvertierender Schichten in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich konvertiert wird, und das sichtbare Licht mit einem anderen Emissionspeakwellenlängenbereich sich mit dem projizierten Licht, welches von den zweiten lichtemittierenden Chips emittiert wird mischt, um die lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ dazu zu bringen, weißes Licht mit einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95 zu erzeugen.
  2. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei jeder erste lichtemittierende Chip ein blauer LED-Chip ist und jeder zweite lichtemittierende Chip ein roter LED-Chip ist.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die zweiten lichtemittierenden Chips jeweils und abwechselnd auf unterschiedlichen Reihen lichtemittierenden Chips angeordnet sind.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die vorherbestimmte Farbtemperatur der Projektionsquellen zwischen 2800 K und 11000 K liegt.
  5. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die gelben Phosphorpulver aus orangen Phosphorpulvern und grünen Phosphorpulvern zusammengemischt sind.
  6. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei eine der wellenlängenkonvertierenden Schichten eine Mischung von orangen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, und Licht, welches von einem der entsprechenden ersten lichtprojizierenden Chips projiziert wird, absorbiert wird und mittels der Mischung von orangen Phosphorpulvern und dem Packungskolloid in projiziertes Licht mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm konvertiert wird.
  7. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei ein anderer Teil der wellenlängenkonvertierenden Schichten eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, und Licht, welches von einem anderen Teil der entsprechenden ersten lichtprojizierenden Chips projiziert wird, absorbiert wird und mittels der Mischung von grünen Phosphorpulvern und dem Packungskolloid in projiziertes Licht mit einem Emissionspeakwellenlängenbereich zwischen 480 nm und 495 nm konvertiert wird.
  8. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die wellenlängenkonvertierenden Schichten aus Phosphorpulvern und einem Packungskolloid mittels unterschiedlicher Prozentanteile und Bestandteile zusammengemischt werden.
  9. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die Reihen lichtemittierender Chips elektrisch parallel geschaltet auf dem Substrat angeordnet sind.
  10. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die ersten lichtemittierenden Chips und die zweiten lichtemittierenden Chips jeder Reihe lichtemittierender Chips elektrisch in Reihe geschaltet auf dem Substrat angeordnet sind.
  11. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei das lichtemittierende Modul aus vier Reihen lichtemittierender Chips zusammengesetzt ist und jede Reihe lichtemittierender Chips drei erste lichtemittierende Chips und einen zweiten lichtemittierenden Chip hat, um ein lichtemittierendes Modul vom 4 × 4 Feld-Typ zu bilden.
  12. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei jeder erste lichtemittierende Chip eine Betriebsspannung zwischen 2,9 V und 4,0 V hat und jeder zweite lichtemittierende Chip eine Betriebsspannung zwischen 1,8 V und 2,8 V hat.
  13. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die Gesamtspannung jeder lichtemittierenden Chipreihe 12 V beträgt.
  14. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei die ersten lichtemittierenden Chips und die zweiten lichtemittierenden Chips durch einen vorherbestimmten Abstand voneinander getrennt sind.
  15. Lichtemittierende Vorrichtung vom Feld-Typ nach Anspruch 1, wobei das Substrat eine Mehrzahl an Aufnahmevertiefungen aufweist, die aneinander anstoßen, und die ersten lichtemittierenden Chips und die zweiten lichtemittierenden Chips jeweils in den Aufnahmevertiefungen aufgenommen sind.
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