DE102007058703B4

DE102007058703B4 - Lichtemittierende Vorrichtung mit hohem Farbwiedergabeindex

Info

Publication number: DE102007058703B4
Application number: DE102007058703A
Authority: DE
Inventors: Chih-Liang SU; Hsin-Chun LIU; Fang-Po WANG
Original assignee: Ledtech Electronics Corp
Current assignee: Ledtech Electronics Corp
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: TW200913248A; JP2009060069A; TWI331397B; DE102007058703A1

Abstract

Licht emittierende Vorrichtung mit hohem Farbwiedergabeindex, umfassend:
– ein Substrat;
– ein Modul, das auf dem Substrat angeordnet ist und das aus einer ersten, zweiten, dritten und vierten Reihe von je vier elektrisch verschalteten LED-Chips zusammengesetzt ist;
– wobei jeweils der erste, vierte und ein weiterer LED-Chip jeder Chipreihe ein blauer LED-Chip mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 460 nm ist, und der dritte LED-Chip jeder ungeraden Chipreihe und der zweite LED-Chip jeder geraden Chipreihe ein roter LED-Chip mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm ist;
– mehrere Wellenlängen konvertierende Schichten, die jeweils die blauen LED-Chips bedecken;
– wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den ersten blauen LED-Chip jeder Chipreihe und den vierten blauen LED-Chip der zweiten bis vierten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von orangefarbigen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine weiße Lichtquelle mit...

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.
Aus der Druckschrift US 2006/0152140 A1 ist eine Licht emittierende Vorrichtung bekannt, die mindestens zwei verschiedenfarbige LED-Chips mit einer jeweiligen Phosphorbeschichtung aufweist. LED-Chips und Phosphormaterial sind dabei so abgestimmt, dass deren jeweilige Alterung sich gegenseitig kompensiert, um eine hinsichtlich der Farbe der Lichtabgabe der Licht emittierenden Vorrichtung konsistente Alterung zu erzielen.
Die Druckschrift DE 10 2005 059 362 A1 betrifft eine Lichtquelle, die mehrere lichtemittierende Dioden (LEDs) mit unterschiedlichen Farben aufweist und bei der eine unabhängige Einstellung und Regelung jeder einzelnen LED-Farbe gegeben ist. Die Lichtquelle weist ein tageslichtähnliches Spektrum auf, das sowohl in der Lichtstärke als auch in der Lichtfarbe während des Tagesablaufs aktiv durch Veränderung der Intensität einzelner oder mehrerer farbiger LEDs veränderbar ist.
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 sichtemittierende 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 vorlegenden 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;
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 30 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 30 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 jede 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.

Claims

Licht emittierende Vorrichtung mit hohem Farbwiedergabeindex, umfassend: – ein Substrat; – ein Modul, das auf dem Substrat angeordnet ist und das aus einer ersten, zweiten, dritten und vierten Reihe von je vier elektrisch verschalteten LED-Chips zusammengesetzt ist; – wobei jeweils der erste, vierte und ein weiterer LED-Chip jeder Chipreihe ein blauer LED-Chip mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 460 nm ist, und der dritte LED-Chip jeder ungeraden Chipreihe und der zweite LED-Chip jeder geraden Chipreihe ein roter LED-Chip mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm ist; – mehrere Wellenlängen konvertierende Schichten, die jeweils die blauen LED-Chips bedecken; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den ersten blauen LED-Chip jeder Chipreihe und den vierten blauen LED-Chip der zweiten bis vierten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von orangefarbigen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine weiße Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2800 K und 7000 K zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den zweiten beziehungsweise dritten blauen LED-Chip jeder Chipreihe bedeckt, eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine grüne Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den vierten blauen LED-Chip der ersten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von orangefarbigen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus dem entsprechenden blauen LED-Chip eine orangefarbige Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm zu erzeugen; und – mehrere transparente Schichten, die jeweils die roten LED-Chips bedecken, um eine rote Lichtquelle mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen; – wobei ein Teil des von den blauen LED-Chips emittierten sichtbaren Lichts mittels des Satzes Wellenlängen konvertierender Schichten in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeak-Wellenlängenbereich konvertiert wird, das sich mit dem von den roten LED-Chips emittierten Licht mischt, so dass die Licht emittierende Vorrichtung ein gemischtes weißes Licht mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2500 K und 4000 K und einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95 erzeugt.
Licht emittierende Vorrichtung mit hohem Farbwiedergabeindex, umfassend: – ein Substrat; – ein Modul, das auf dem Substrat angeordnet ist und das aus einer ersten, zweiten, dritten und vierten Reihe von je vier elektrisch verschalteten LED-Chips zusammengesetzt ist; – wobei jeweils der erste, vierte und ein weiterer LED-Chip jeder Chipreihe ein blauer LED-Chip mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 460 nm ist, und der dritte LED-Chip jeder ungeraden Chipreihe und der zweite LED-Chip jeder geraden Chipreihe ein roter LED-Chip mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm ist; – mehrere Wellenlängen konvertierende Schichten, die jeweils die blauen LED-Chips bedecken; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den ersten blauen LED-Chip der ersten bis dritten Chipreihe und den vierten blauen LED-Chip der zweiten bis vierten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von orangefarbigen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine weiße Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 2800 K und 7000 K zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den zweiten beziehungsweise dritten blauen LED-Chip der ersten bis dritten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine grüne Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den vierten blauen LED-Chip der ersten Chipreihe und den ersten blauen LED-Chip der vierten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine grüne Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 480 nm und 495 nm zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den dritten blauen LED-Chip der vierten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von orangefarbigen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus dem entsprechenden blauen LED-Chip eine orangefarbige Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm zu erzeugen; und – mehrere transparente Schichten, die jeweils die roten LED-Chips bedecken, um eine rote Lichtquelle mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen; – wobei ein Teil des von den blauen LED-Chips emittierten sichtbaren Lichts mittels des Satzes Wellenlängen konvertierender Schichten in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeak-Wellenlängenbereich konvertiert wird, das sich mit dem von den roten LED-Chips emittierten Licht mischt, so dass die Licht emittierende Vorrichtung ein gemischtes weißes Licht mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 4000 K und 6000 K und einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95 erzeugt.
Licht emittierende Vorrichtung mit hohem Farbwiedergabeindex, umfassend: – ein Substrat; – ein Modul, das auf dem Substrat angeordnet ist und das aus einer ersten, zweiten, dritten und vierten Reihe von je vier elektrisch verschalteten LED-Chips zusammengesetzt ist; – wobei jeweils der erste, vierte und ein weiterer LED-Chip jeder Chipreihe ein blauer LED-Chip mit einem Emission-Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 460 nm ist, und der dritte LED-Chip jeder ungeraden Chipreihe und der zweite LED-Chip jeder geraden Chipreihe ein roter LED-Chip mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm ist; – mehrere Wellenlängen konvertierende Schichten, die jeweils die blauen LED-Chips bedecken; – wobei ein Teil der Wellenlängen konvertierenden Schichten eine Mischung von orangefarbigen und grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine weiße Lichtquelle mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 7000 K und 11000 K zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den zweiten beziehungsweise dritten blauen LED-Chip der ersten bis dritten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine grüne Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 520 nm und 540 nm zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den vierten blauen LED-Chip der ersten Chipreihe und den ersten blauen LED-Chip der vierten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von grünen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus den entsprechenden blauen LED-Chips eine grüne Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 480 nm und 495 nm zu erzeugen; – wobei die Wellenlängen konvertierende Schicht, die den dritten blauen LED-Chip der vierten Chipreihe bedeckt, eine Mischung von orangefarbigen Phosphorpulvern und einem Packungskolloid ist, um aus dem entsprechenden blauen LED-Chip eine orangefarbige Lichtquelle mit einem Emissionspeak-Wellenlängenbereich zwischen 595 nm und 610 nm zu erzeugen; und – mehrere transparente Schichten, die jeweils die roten LED-Chips bedecken, um eine rote Lichtquelle mit einem Emissions-Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 640 nm zu erzeugen; – wobei ein Teil des von den blauen LED-Chips emittierten sichtbaren Lichts mittels des Satzes Wellenlängen konvertierender Schichten in sichtbares Licht mit einem anderen Emissionspeak-Wellenlängenbereich konvertiert wird, das sich mit dem von den roten LED-Chips emittierten Licht mischt, so dass die Licht emittierende Vorrichtung ein gemischtes weißes Licht mit einem Farbtemperaturbereich zwischen 6000 K und 9000 K und einem Farbwiedergabeindex von zwischen 90 und 95 erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Chipreihen elektrisch parallel geschaltet auf dem Substrat angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die LED-Chips jeder Reihe elektrisch in Reihe geschaltet auf dem Substrat angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jeder blaue LED-Chip eine Betriebsspannung zwischen 2,9 V und 4,0 V aufweist und jeder rote LED-Chip eine Betriebsspannung zwischen 1,8 V und 2,8 V aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Gesamtspannung jeder Chipreihe 12 V beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Substrat mehrere Aufnahmevertiefungen aufweist, die aneinander anstoßen, und wobei die LED-Chips jeweils in den Aufnahmevertiefungen aufgenommen sind.