JP2020205259A - 改良された光のledランプ - Google Patents
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Abstract
Description
したがって、そこには改良の必要性が存在する。
第1の態様においては、1つのLED装置を備えるLEDランプが提供され、そのLEDランプは500lm以上の光束、及び出力の2%超が約390nm〜約430nmの波長範囲で放射されるというスペクトルパワー分布(SPD)を特徴とする。
用語「CCT」とは相関色温度を意味する。
本書において用語「SPD」とはスペクトルのスペクトル・パワー分布(たとえばスペクトルパワーと波長の分布)を意味する
本書において用語「FWHM」とはSPDの半値全幅を意味する。
本書において用語「Duv」とは色座標(u’1,v’1)及び(u’2,v’2)の2つの色点の間の色度差を意味し、次のように定義される。
本書において用語「紫色漏れ」(violet leak)とは390nmから430nmの範囲のSPDの一部分を意味する。
本書において用語「CCT補正済み白色度」とは6500Kを除くCCTに適用可能なCIE白色度の公式の一般化を意味する。
本書において用語「高白色度標準試料」とは公称CIE白色度が約140の市販の白色度標準品を意味し、それはさらに本書において詳細に説明される。
ここで実施形態について詳細に説明する。開示される実施形態は請求項の範囲を限定することを意図していない。
(Srn,Ca1−n)10(PO4)6*B2O3:Eu2+(ここで0≦n≦1)
(Ba,Sr,Ca)5(PO4)3(Cl,F,Br,OH):Eu2+,Mn2+
(Ba,Sr,Ca)BPO5 :Eu2+,Mn2+
Sr2Si3O8*2SrCl2:Eu2+
(Ca,Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+, Mn2+
BaAl8O13:Eu2+
2SrO*0.84P2O5*0.16B2O3:Eu2+
(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+
K2SiF6:Mn4+
(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu2+
(Y,Gd,Lu,Sc,La)BO3:Ce3+,Tb3+
(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu2+
(Mg,Ca,Sr, Ba,Zn)2Si1−xO4−2x:Eu2+(ここで0≦x≦0.2)
(Ca, Sr, Ba)MgSi2O6:Eu2+
(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+
(Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2:Eu2+,Mn2+
Na2Gd2B2O7:Ce3+,Tb3+
(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2P2O7:Eu2+,Mn2+
(Gd,Y,Lu,La)2O3:Eu3+,Bi3+
(Gd,Y,Lu,La)2O2S:Eu3+,Bi3+
(Gd,Y,Lu,La)VO4:Eu3+,Bi3+
(Ca,Sr)S:Eu2+,Ce3+
(Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Sc,Al,Ga)5−nO12−3/2n:Ce3+(ここで0≦n≦0.5)
ZnS:Cu+,Cl−
(Y,Lu,Th)3Al5O12:Ce3+
ZnS:Cu+,Al3+
ZnS:Ag+,Al3+
ZnS:Ag+,Cl−
LaAl(Si 6-z Al z)(N 10-z Oz):Ce3+(ここでz = 1)
(Ca, Sr)Ga2S4:Eu2+
AlN:Eu2+
SrY2S4:Eu2+
CaLa2S4:Ce3+
(Ba,Sr,Ca)MgP2O7:Eu2+,Mn2+
(Y,Lu)2WO6:Eu3+,Mo6+
CaWO4
(Y,Gd,La)2O2S:Eu3+
(Y,Gd,La)2O3:Eu3+
(Ba,Sr,Ca)nSinNn:Eu2+(ここで2n+4=3n)
Ca3(SiO4)Cl2:Eu2+
(Y,Lu,Gd)2−nCanSi4N6+nC1−n:Ce3+,(ここで0≦n≦0.5)
(Lu,Ca,Li,Mg,Y)α−SiAlON を Eu2+ 及び/又は Ce3+でドープしたもの
(Ca,Sr,Ba)SiO2N2:Eu2+,Ce3+
Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+
CaAlSi(ON)3:Eu2+
Ba3MgSi2O8:Eu2+
LaSi 3N5:Ce3+
Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+
(BaSi)O12N2:Eu2+
SrSi2(O,Cl)2N2:Eu2+
SrSi 9Al19 ON31 :Eu2+
(Ba,Sr)Si2(O,Cl)2N2:Eu2+
LiM2O8:Eu3+、ここでM=(W または Mo)
LEDランプの光束強度をさらに増大し、また、発生される光の品質を向上させる強い需要傾向が存在する。
LEDをベースとするランプは下記のようないくつかの要素から成る。
光を発生するLEDと蛍光体を含むLED光源(又はモジュール)、LED光源が取り付けられるランプ本体、及びLED光源が発生する光の方向を変えたり、拡散する光学レンズ又はその他の光学要素。
例示的な定量化として、短波長SPD差異(SWSD)は下記のように定義される:
[表1]
表2:300K発光体のCCT補正済み白色度
影の管理
図5Aは改良された光のLEDランプのシステムに使われる反射カップ5A00を示す。
図6は改良された光のLEDランプの比較のために、投影される影を測定するための実験的な装置600である。
ここで開示する構成は、一般照明用として充分な光速をもたらし、標準的なLEDに基づくランプよりも優れた品質の光を与えるLEDに基づくランプである。
構成の詳細に依存して、様々の実施形態により上述の問題の1つ又はいくつかが解決される。
図9Aは黒体と改良された光のLEDランプ(構成902を参照)のモデル化されたSPDの比較を示すグラフ9A00である。
図9Aは共に3000KのCCTと同等な光束を持つ実施形態と黒体102のSPDを比較する。図1に比べて、短波長域の差異が著しく減少している。
図9Bは様々な発光体の実験的なSPDを示すグラフ9B00である。
図10は黒体と改良された光のLEDランプのSPD比較を示すグラフ1000である。
図15は改良された光のLEDランプを比較するために、CCTが6500Kの計算された光源のCIE白色度を示すグラフ1500である。
図16Aは改良された光のLEDランプを比較するために、CCTが3000Kの計算された光源のCIE白色度を示すグラフ1600である。
図17は図6の構成の発明の実施形態により発生された影の実験的な測定を示す。部分影領域の角度幅は0.8o未満である。
図18Bは本発明の実施形態によって生じた手の影を示す写真18B00である。
図19Aは改良された光のLEDランプに使用されるMR−16Aフォームファクターを示す。
様々な構成のLEDランプ及びコンタクトが存在する。たとえば、表2は規格(「称呼」を参照)とそれに対応する特性を示す、
図19Bは改良された光のLEDランプに使用されたPAR30フォームファクターのランプ19B00を示す。
図19C1及び図19C2は改良された光のLEDランプに使用されるAR111フォームファクター19C00を示す。
図19D1及び図19D2は改良された光のLEDランプに使用されるPAR38フォームファクター19D00を示す。
図23は光の質を改善したLEDランプの実験的なSPDを示すグラフ2300である。
結果として、それは一般的な照明に有用で、上述の光の質の制限を改善するLEDベースのランプを構成することが望ましい。
特定の実施形態では、本開示によって提供されるLED装置は24〜36図に示された実施形態を含む。
特定の実施形態において、本開示により提供されるLED装置は、図37〜 42に示すものを含む。.
特定の実施例では、AlGaN電子ブロック領域が堆積される。好ましい実施形態では、p型のGaNコンタクト領域が堆積される。
光学装置の特定の実施例において、表面領域はc面、m面、又a面の向きで構成され、オフカット、または任意の半極性面であってもよい。
光学装置の特定の実施例において、少なくとも一つのダミーウェルのそれぞれは、30オングストローム〜80オングストロームの範囲の厚さを有する。
ある特定の実施例において、光学装置は二重ヘテロ構造ウエル領域の両側に構成された複数のダミーウェル領域をさらに備える。
光学装置の特定の実施例において、二重ヘテロ構造ウエル領域はInzGa1−Znを備える。
ある特定の方法で、表面領域はc面、m面、又a面のの向きで構成され、オフカット、または任意の半極性面であってもよい。
ある特定の方法で、表面領域はc面の向きに設定され;少なくとも一つのダミー各ウェルは二重ヘテロ構造ウエル領域の幅の約20%〜30%幅を有する。
特定特定の方法で、表面領域はc面の向きに設定され;少なくとも一つのダミー各ウェルは二重ヘテロ構造ウエル領域の幅の約20%〜90%幅を有する。
ある特定の方法で、少なくとも一つのダミーウェルは、30オングストローム〜80オングストロームの範囲の厚さを有する。
ある特定の方法で、光学装置は二重ヘテロ構造ウエル領域の両側に構成されたいくつかのダミーウェル領域を備える。
ある特定の方法で、InzGa1−ZNを備える。
ある特定の方法で、n型のInGaN/GaNの超格子領域を備え、二重ヘテロ構造ウェル領域はn型のInGaN/GaNの超格子領域を覆う。
実施例2。 実施例1のランプであり、SPDの電力の5%超が約430nm〜390nm範囲内で放出される。
実施例3。 実施例1のランプであり、SPDの電力の1%未満が400nmより低く放射される。
実施例4。 実施例1のランプであって、ビーム角が15°より狭く、センタービーム燭光は15000cdより大きい。
実施例5。 実施例1のランプであって、少なくとも1500ルーメンを発する。
実施例6。 実施例1のランプであって、MR16フォームファクタを備える。
実施例7。 実施例1のランプであって、ランプの出力ファセットは約121ミリメートルの直径を有する。
実施例8。 実施例1のランプであって、PAR30ランプのフォームファクタを備えている。
実施例9。 実施例1のランプであって、SPDの少なくとも一部の電力は少なくとも一つの紫発光LEDによって提供される。
実施例11。実施例9のランプであって、少なくとも一つの紫発光LEDは少なくとも青やシアン蛍光体を励起する。
実施例12。実施例9のランプであって、少なくとも一つの紫発光LEDポンプ複数の青/シアン蛍光体を励起する。
実施例14。実施例1のランプ、5000K〜7000K範囲のCCTとソースのSWSDは35%未満である。
実施例15。実施例1のランプであって、紫リークが10%より低い。
実施例17。実施例1のランプであって、紫色漏れは、特定のCIE白色度値を達成するように構成されている。
実施例21。実施例1のランプであって、青色光の一部はLEDによって提供される。
実施例22。実施例1のランプであって、ビーム角は25°より狭く、センタービームキャンドルパワーは2200cdよりも高くなる。
実施例23。実施例1のランプであって、ランプはMR−16フォームファクタである。
実施例24。実施例1のランプであって、約2500K〜7000K範囲内のCCTの光源のCRIは90超である。
実施例25。実施例1のランプであって、約5000K〜7000K範囲内のCCTの光源のCRIは90以上である。
実施例26。実施例1のランプであって、R9が80超である。
実施例27。実施例1のランプであって、大試料セットCRIが80超である。
実施例28。500lm以上を発するLEDベースランプであって、一つ以上の40mm2未満の底面積を有する光源ダイを含む。
実施例29。実施例29のランプであって、SPDにおける電力の2%以超が約430nm〜390nmの範囲内で放出される。
実施例30。実施例29のランプであって、ランプはMR−16フォームファクタである。
実施例31。実施例29のランプであって、光学レンズの直径が40ミリメートル未満である。
実施例32。実施例29ランプであって、部分的な影の角度幅は1°以内である。
実施例33。実施例29ランプであって、部分的な影領域の2点で色度変化Duvは8未満。
実施例34。実施例29ランプ、ビーム色度変化Duvは発射ビームの中心と10%強度の間の1点の間において8以内である。
実施例43。実施例42の方法であって、LEDを含まない光源はハロゲンまたはセラミックメタルハライド(CMH)光源のいずれかである。
実施例45。実施例44の方法であり、LEDを含まない光源はハロゲンまたはセラミックメタルハライド(CMH)ソースのいずれかである。
Claims (23)
- LED装置を備えるLEDランプであって、前記LEDランプは、500lmよりも大きい光束、ならびに出力の2%超が390nm〜430nmの波長範囲内で放射されるスペクトルパワー分布(SPD)を特徴とする、LEDランプ。
- MR16型のフォームファクターを備える、請求項1に記載するランプ。
- PAR30型のフォームファクターを備える、請求項1に記載するランプ。
- 前記LED装置は、少なくとも1つの紫色発光LEDを備える、請求項1に記載するランプ。
- 前記少なくとも1つの紫色発光LEDが、接合部温度100°C以上において、電流密度200A/cm2で、200W/cm2より大きい光を発光するように構成される、請求項4に記載するランプ。
- 前記少なくとも1つの紫色発光LEDが、少なくとも1つの青色蛍光体又は、少なくとも1つの青緑色蛍光体を励起する、請求項4に記載するランプ。
- 前記LED装置が、前記少なくとも1つの紫色発光LEDから発光される光の波長以外の波長の光を発光する、少なくとも1つのLEDを備える、請求項4に記載するランプ。
- 2500K〜7000Kの範囲の相関色温度(CCT)を有する光源の短波長スペクトルパワー分布相違度(SWSD)が35%よりも少ない、請求項1に記載するランプ。
- 光源の紫色漏れが、特定のCIE白色度値を達成するように構成される、請求項1に記載するランプ。
- 前記紫色漏れが、前記ランプによって照らされる高白色度標準試料のCIE白色度が、同じCCTのCIE標準発光体(それぞれCCT<5000Kの場合は、黒体放射体、CCT>5000Kの場合は、D発光体)に照らされる同じ試料のCIE白色度の−20ポイント〜+40ポイント内であるようになる、請求項9に記載するランプ。
- 前記LED装置は、少なくとも青色発光LEDを備え、青色光の少なくとも一部がLEDにより提供される、請求項1に記載するランプ。
- 約2500K〜約7000Kの範囲のCCTを有する光源の色調指数(CRI)が90より高い、請求項1に記載するランプ。
- 光束が500lmよりも大きいことを特徴とし、40mm2より小さい底面積を有する1以上のLED光源ダイを有する、LEDによるランプ。
- 出力の2%超が、スペクトルパワー分布(SPD)において約390nmから約430nmの波長範囲で放射される、特徴とする請求項13に記載するランプ。
- MR16型のフォームファクターを特徴とする請求項13に記載するランプ。
- さらに、光学レンズを備え、前記光学レンズの直径が、40mmより小さい、請求項13に記載するランプ。
- 部分的に影になる角度幅が1°より小さい、請求項13に記載するランプ。
- 部分的の影の範囲における2点の色度の変動Duvが8より小さい、請求項13に記載するランプ。
- 発光束の色度の変動Duvが、発光束の中心と発光強度10%の点の間で、8より小さい、請求項13に記載するランプ。
- 複数の発光ダイオード(LED)を備える光源であって、SPDの少なくとも2%が390nm〜430nmの範囲にあり、前記光源によって照らされる高白色度標準試料のCIE白色度が、同じCCTのCIE標準発光体(それぞれCCT<5000Kの場合は、黒体放射体、CCT>5000Kの場合は、D発光体)に照らされる同じ試料のCIE白色度の−20ポイント〜+40ポイント内であるようになる、光源。
- 発光ダイオード(LED)を備える光源であって、SPDの少なくとも2%が約390nm〜約430nmの範囲にあり、前記光源によって照らされる高白色度標準試料のCIE白色度が、同じCCTのセラミック金属ハロゲン化物発光体に照らされる同じ試料のCIE白色度の−20ポイント〜+40ポイント内であるようになる、光源。
- 複数の発光ダイオード(LED)を備える光源であって、前記光源から発光された光が、出力の少なくとも2%が約390nm〜約430nmの波長範囲にあるスペクトルパワー分布を特徴とし、前記光源によって照らされる高白色度標準試料の色度が前記光源の白色ポイントの色度から少なくとも2Duvポイント、最大で12Duvポイント離れており、色度が実質的に色空間の青色方向にずれている、光源。
- 表面領域を有するバルク状ガリウムと窒素含有基板と、
前記表面を覆うように形成されたn型のガリウムと窒素を含むエピタキシャル材料と、
二重へテロ構造の領域、およびダブルへテロ構造の領域の各側に構成された少なくとも1つのダミー井戸構造を備える活性領域であって、前記少なくとも1つのダミー井戸構造の各々が、前記二重へテロ構造の幅の約10%〜約90%の幅を有する、活性領域と、
前記活性領域を覆うように形成されたp型のガリウムと窒素を含有するエピタキシャル層と、
前記p型のガリウムと窒素を含有するエピタキシャル層を覆うように形成された接触領域、
を備える光学機器。
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