KR101641377B1 - 백색광 방출 다이오드들（ｌｅｄｓ）을 위한 멀티플-칩 여기 시스템들 - Google Patents

백색광 방출 다이오드들（ｌｅｄｓ）을 위한 멀티플-칩 여기 시스템들 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은, 멀티-칩 여기 소스 및 형광체 패키지를 포함하는 백색광 조명시스템(소위 '백색 LED')에 관한 것이다. 2-칩 소스에서, 2 개의 LED는 UV-방출 및 블루 방출 LED이거나, 또는 블루-방출 및 그린-방출 LED일 수 있다. 형광체 패키지는 제 1 방사선 소스 및 제 2 방사선 소스로부터의 공동-여기시, 대략 440 nm 내지 대략 700 nm 범위 파장들에서 광루미네선스를 방출하도록 구성된다. 형광체들에 의하여 방출되는 광루미네선스는 백색광 조명에서의 총 파워의 적어도 40 % 이상이며, 상기 제 1 방사선 소스 및 상기 제 2 방사선 소스(LED들)가 기여한 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 부분은 대략 60 %보다 작다. 대안적인 실시예들에서는 이 비가 가변적이며, 상기 비는 50/50, 60/40, 70/30, 및 80/20을 각각 포함하여 이루어진다. 일 실시예에서, 백색광 조명시스템에 의하여 방출되는 백색광 조명은 대략 90보다 큰 연색지수(CRI)를 갖는다.

Description

백색광 방출 다이오드들（ＬＥＤＳ）을 위한 멀티플-칩 여기 시스템들{MULTIPLE-CHIP EXCITATION SYSTEMS FOR WHITE LIGHT EMITTING DIODES（ＬＥＤＳ）}
우선권 주장
본 출원은 2009년 3월 4일에 Yi-Qun Li, Gang Wang 및 Li-De Chen에 의하여 "Multi-Chip Excitation Systems for White Light Emitting Diodes(LEDs)"라는 명칭으로 출원된 미국특허출원 제 12/398,059 호, 및 2008년 3월 7일에 Yi-Qun Li 등에 의하여 "Phosphor Systems for White Light Emitting Diodes(LEDs)"라는 명칭으로 출원된 미국특허 가출원 제 61/034,699 호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 양 출원 모두의 명세서 및 도면들은 본 명세서에서 인용 참조된다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 백색 LED 조명시스템들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예들은 백색 광 조명시스템 내에 포함되는 형광체 패키지의 부재들의 공동-여기(co-excitation)를 위한 멀티플-칩 (LED) 여기 수단을 포함하는 백색 LED 조명 시스템들에 관한 것이다.
"백색 LED"로서 알려진 디바이스들은 종래의 백열 전구를 대체하기 위해 설계된 비교적 최근의 혁신품들이다. 전자기 스펙트럼의 블루/자외선 영역에서 방출되는 LED가 개발되고 나서야 LED를 기반으로 하는 백색 광 조명 소스를 제조할 수 있게 되었다. 경제적으로, 백색 LED는, 특히 제조 비용이 저감되고 기술이 더욱 발전함에 따라 백열 광원(전구)을 대체할 잠재성을 가진다. 특히, 백색 광 LED의 잠재성은 수명, 견고성(robustness), 및 효율성에 있어 백열 전구보다 월등한 것으로 여겨진다. 예를 들어, LED를 기반으로 하는 백색 광 조명 소스는 100,000 시간의 동작 수명, 및 80 내지 90 %의 효율성에 대한 업계의 표준들을 충족시킬 것으로 예측된다. 고휘도 LED는 교통신호등(traffic light signals)과 같은 사회 분야에서는 이미 실질적인 영향력을 발휘하여 백열 전구들을 대체하고 있으며, 따라서 머지않아 집과 사무실에서의 일반화된 발광 요건들뿐 아니라 다른 일상의 응용수단들도 제공하게 되리라는 것은 놀라운 일이 아니다. "백색 LED"라는 용어는 LED가 "백색 광"을 방출하지 않기 때문에 다소 잘못된 명칭이지만, 당 기술분야에서는 블루/UV LED가 시스템의 다른 구성요소, 즉 펌핑 LED에 의하여 여기될 때 광을 방출하는 1 이상의 형광체에 에너지를 제공하는 경우, 및 펌핑 LED로부터의 여기 방사선이 형광체(들)로부터의 광과 조합되어 최종 백색 광 "생성물(product)"을 생성하는 경우의 발광 시스템을 기술하는 데 두루 이용되고 있다.
Sakane 등에 의한 미국특허 제 7,476,338 호에 기술된 바와 같이, 당 기술분야에서는 일반적으로 LED-계 백색광 조명시스템을 제공하기 위한 2 가지 접근법이 존재한다. 종래의 멀티-칩 타입 시스템에서는, 3 가지 주요 칼라들이 레드, 그린 및 블루 LED에 의하여 개별적으로 제공된다. 원-칩 시스템(one-chip system)은 형광체와 연동하는 블루 LED를 포함하며, 여기서 블루 LED는 2 가지 목적, 즉 형광체를 여기시키는 첫 번째 목적과, 블루 광이 형광체에 의하여 방출되는 광과 조합되어 피감지(perceived) 백색 광 조합을 만드는 데 기여하는 두 번째 목적을 담당한다.
Sakane 등에 따르면, 원-칩 시스템은, LED-형광체 시스템이 멀티-칩 시스템보다 치수가 작고 멀티플 LED의 멀티플 구동 전압들 및 온도의 고려사항들을 참작하지 않아도 되기 때문에 디자인이 더 단순하다는 바람직한 특징을 갖는다. 따라서, 시스템을 제조하기 위한 비용이 절감될 수 있다. 나아가, 광범위 방출 스펙트럼(broad emission spectrum)을 갖는 형광체를 이용함으로써, 시스템으로부터의 백색 방출물이 태양광의 스펙트럼에 가까워지며, 따라서 시스템의 연색성(color rendering property)이 향상될 수 있다. 이러한 이유들로 멀티플-칩 타입 시스템들보다는 원-칩 타입 시스템들이 더 많은 주목을 받아 왔다.
또한, 단일-칩(single-chip) 타입 시스템들은 2 가지 범주로 나누어질 수 있다. 제 1 범주에서는, 상술된 바와 같이 고휘도 블루 LED로부터의 광과 블루 LED로부터의 여기의 결과인 형광체 방출 옐로우 칼라가 조합되며, 조합된 광의 백색 루미네선스는 LED의 블루 방출물과 형광체의 옐로우 방출물 간의 상보적 관계를 이용함으로써 얻어진다. 제 2 범주에서는, 여기 소스는 스펙트럼의 근-자외선 또는 자외선(UV) 영역 내에서 방출하는 LED이며, 블루-방출 형광체, 레드-방출 형광체 및 그린-방출 형광체를 포함하는 형광체 패키지로부터의 광은 조합되어 백색광을 형성한다. 이러한 타입의 시스템을 이용하여 백색광의 연색성을 조정할 수 있으며, 또한 레드, 그린, 및 블루 광루미네선스(photoluminescence)의 혼합비들을 제어함으로써 임의의 방출 칼라가 생성될 수도 있다.
이러한 단일-칩 시스템들의 장점들은 당 기술분야에서 충분히 평가되고 있으나, 연색성을 보강하게 될 때의 그들의 단점들 또한 그러하다. 예를 들어, 블루 LED 및 옐로우 형광체(예컨대 YAG:Ce)로 이루어진 통상적인 원-칩 시스템으로부터의 백색광 방출물은 가시 스펙트럼의 더 긴 파장의 측에서 결함이 있으며, 이는 푸르스름한(bluish) 백색 광의 모습을 띄게 한다. 시스템의 YAG:Ce 옐로우 형광체는 필요한 600 내지 700 nm의 방출 콘텐츠에 많은 기여를 하지 못하는 데, 이는 가장 큰 효율성을 갖는 그것의 여기 대역(excitation band)이 대략 460 nm에 있기 때문이며, 이 옐로우 형광체의 여기 범위는 특히 광범위하지 않다. 나아가, 이러한 단일-칩 시스템의 단점으로는 부분적으로 제조 공정으로 인한 블루 LED의 방출 파장 범위들에 있어서의 불일치(disparities)가 있으며, 이들이 YAG:Ce-기반 옐로우 형광체의 최적의 여기 범위로부터 벗어나 있는 경우에는, 블루 광과 옐로우 광 간의 파장 균형의 손실을 초래한다.
또한, 단일-칩 시스템의 이러한 제 2 범주에 대한 단점들이 존재한다. 또한, UV 또는 근-UV 여기 레드, 그린 및 블루 형광체 시스템으로부터의 광루미네선스를 조합함으로써 형성되는 백색광 조명은 레드 형광체의 여기 및 방출 효율성이 패키지 내의 다른 형광체들의 여기 및 방출 효율성과 비교하여 낮기 때문에 보다 긴 파장에서 결함이 있다. 그러므로, 백색 LED 설계자가 블루 및 그린 형광체들에 대한 혼합시에 레드 형광체의 할당량을 늘리는 것 외에는 이용할 수 있는 선택사항들이 거의 없다. 그러나, 이러한 작업은 이후 다른 형광체들에 대한 그린 형광체의 비가 불충분해지고 백색 LED로부터의 루미네선스가 나빠지는 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있다. 고 루미네선스를 갖는 백색은 얻기가 어려운 것으로 여겨진다. 그리고, 레드 형광체는 다른 형광체들보다 샤프한(sharper) 방출 스펙트럼을 갖기 때문에 연색성 또한 최적 조건에 가까운 곳이 없다.
멀티-칩 백색 광 조명시스템은, 백색광 성분 칼라(white light's component color)를 생성하는 데 필요한 많은 개별 칩들로부터의 증가된 열 생성 및 복수의 전압 제어시스템에 대한 필요성이 최소한의 단점은 아니지만 여러 단점들을 갖는 것이 분명하다. 그러나, 각각의 단일-칩 시스템들 역시 문제들을 가지며, 가장 주목할 만한 것으로는 허용가능한 연색성의 결과를 달성할 수 있는 능력이 없다는 것이다. 당 기술분야에서는 보강된 발광성(luminosity) 및 연색성을 갖는 동시에, 더욱 복잡한 구동 및 제어 시스템들에 대한 필요성과의 균형을 달성할 수 있는 백색광 조명시스템을 필요로 한다.
본 발명의 실시예들은 멀티-칩 여기 소스 및 형광체 패키지[형광체 혼합체(phosphor mixture)와 동일]를 포함하는 백색광 조명시스템(소위 "백색 LED"라 지칭됨)에 관한 것이다. 멀티-칩 여기 소스는 2-칩 소스이거나, 3-칩 소스이거나, 또는 방사선 소스가 3 개보다 많은 LED를 포함하는 경우 형광체 패키지를 공동-여기하는 여기 소스일 수 있다. 2-칩 소스의 경우에, 2 개의 LED는 UV-방출 및 블루 방출, 또는 블루-방출 및 그린 방출 다이오드일 수 있다. 3-칩 소스는 UV, 블루 및 그린 방출 소스를 포함할 수 있다. 기본적으로는 무한한 수의 칩 조합의 가능성들이 존재할 수 있지만, 개념의 본질은 2-칩(또는 3-칩) 소스가 형광체 패키지 내의 형광체들을 공동-여기하고 멀티-칩 소스와 형광체 패키지가 최종 백색광 조명 생성물에 대한 파워의 양들을 변화시키는 데 기여하도록 하는 것이다.
일 실시예에서, 소스는 대략 250 nm 내지 대략 410 nm 범위의 파장들에서 방출하는 제 1 방사선 소스, 및 형광체 패키지에 공동-여기 방사선을 제공하는 제 2 방사선 소스(상기 제 2 방사선 소스는 대략 410 nm 내지 대략 540 nm 범위의 파장들에서 방출함)를 포함한다. 이는 제 1 소스가 UV-방출 소스이고 제 2 소스가 블루, 블루-그린, 및/또는 그린-방출 소스인, 2-칩 소스라 볼 수 있다. 다른 실시예에서, 2-칩 소스는 형광체 패키지에 공동-여기 방사선을 제공하는 제 1 방사선 소스(상기 제 1 방사선 소스는 대략 410 nm 내지 대략 480 nm 범위의 파장들에서 방출함); 및 형광체 패키지에 공동-여기 방사선을 제공하는 제 2 방사선 소스(상기 제 2 방사선 소스는 대략 480 nm 내지 대략 540 nm 범위의 파장들에서 방출함)를 포함한다. 이는 제 1 칩이 블루-방출 LED이고 제 2 칩이 그린-방출 LED인, 2-칩 소스라 볼 수 있다.
형광체 패키지는 제 1 방사선 소스와 제 2 방사선 소스로부터의 공동-여기시, 대략 440 nm 내지 대략 700 nm 범위의 파장들 내의 광루미네선스를 방출하도록 구성된다. 형광체 패키지는 블루 방출 형광체, 그린 방출 형광체, 옐로우-그린 방출 형광체, 오렌지 방출 형광체, 및 레드 방출 형광체와 이들의 조합들을 포함하여 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1 이상의 형광체를 포함한다. 본 실시예들을 구현하는 데 적절한 여러 다양한 형광체들을 생각해 볼 수 있으며, 이 형광체들은 알루미네이트-계(aluminate-based) 형광체, 실리케이트-계(silicate-based) 형광체, 및 나이트라이드-계(nitride-based) 형광체들을 포함한다. 이는 물론 상업적으로 이용가능한 형광체들을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 형광체 패키지에 의하여 방출되는 광루미네선스는 백색광 조명의 총 파워의 적어도 40 % 이상이며, 제 1 방사선 소스 및 제 2 방사선 소스가 기여하는 백색광 조명의 총 파워의 부분은 60 % 미만이다. 이 비는 대안적인 실시예들에서는 변화될 수 있으며, 형광체 패키지에 의하여 방출되는 광루미네선스가 백색광 조명의 총 파워의 50 %를 포함하고 제 1 방사선 소스 및 제 2 방사선 소스가 기여하는 백색광 조명의 총 파워의 부분은 50 % 미만인 경우와, 그 비가 각각 60/40, 70/30 및 80/20인 경우의 시스템들을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 시스템에 의하여 방출되는 백색광 조명은 90보다 큰 연색지수(CRI)를 갖는다. 대안적인 실시예들에서는, CRI가 대략 80보다 크고, 대략 70보다 크다.
도 1은 2-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 2-LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표[상기 2-LED는 402 nm 및 454 nm에서 방출하며, 상기 2-형광체는 507 nm 및 610 nm에서 각각 피크(peak) 방출 세기를 가짐];
도 2는 3-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 2-LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 2-LED는 402 nm 및 454 nm에서 방출하며, 상기 3-형광체는 507 nm, 550 nm, 및 610 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 3은 4-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 2-LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 2-LED는 402 nm 및 454 nm에서 방출하며, 상기 4-형광체는 450 nm, 507 nm, 550 nm, 및 610 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 4는 3-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 2-LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 2-LED는 402 nm 및 454 nm에서 방출하며, 상기 3-형광체는 507 nm 및 610 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 5는 3-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 2-LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 2-LED는 429 nm 및 457 nm에서 방출하며, 상기 3-형광체는 507 nm, 550 nm, 및 610 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 6은 2-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 2-LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 2-LED는 454 nm 및 523 nm에서 방출하며, 상기 2-형광체는 530 nm, 및 590 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 7은 2-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 단일 LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 단일 LED는 402 nm에서 방출하며, 상기 2-형광체는 538 nm, 및 586 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 8은 4-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 단일 LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 단일 LED는 402 nm에서 방출하며, 상기 4-형광체는 450 nm, 507 nm, 550 nm, 및 610 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 9는 3-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 단일 LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 단일 LED는 402 nm에서 방출하며, 상기 3-형광체는 507 nm, 550 nm, 및 610 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐);
도 10은 2-형광체 시스템에 여기 방사선을 제공하는 단일 LED 방사선 소스에 대한 방출 세기 대 파장의 도표(상기 단일 LED는 429 nm에서 방출하며, 상기 2-형광체는 507 nm 및 610 nm에서 각각 피크 방출 세기를 가짐)이다.
본 발명의 일 실시예에서, 백색 LED는 2 개의 방사선 소스와, 블루, 그린, 옐로우, 오렌지 또는 레드로부터 선택된 적어도 2 이상의 형광체 타입들으로 이루어진다. 상기 2 개의 방사선 소스의 상대적인 세기는 휘도(brightness), 효율성, 칼라 및 연색지수(CRI)와 같은 최종 LED 성능을 최적화하기 위해 특수한 비와 같거나 특수한 비로 조정될 수 있다.
백색광을 포함하는 광의 특성분석( characterization )
백색광의 품질을 특성분석하기 위한 분류 시스템(classification system)의 한 가지 타입이 1965년에 CIE(Commission Internationale de l'Eclairage)에 의하여 개발되었으며, 그 추천의 개요가 Ducharme 등에 의해 미국특허 제 7,387,405 호에 개시되어 있다. CIE는 샘플 테스트 칼라 방법(sample test color method)을 기반으로 하여 광원들의 연색성들을 측정할 것을 권고하였다. 이 방법은 갱신되어 왔으며, CIE 13.3-1995 기술 보고서에 "Method of Measuring and Specifying Color Rendering Properties of light sources"이란 명칭으로 기술되어 있다(위 자료의 개시내용은 본 명세서에서 인용 참조된다). 본질적으로, 상기 방법은 테스트되는 광원의 분광복사도 측정(spectroradiometric measurement)을 포함한다. 이 데이터는 8 가지 칼라 샘플의 반사 스펙트럼들과 곱해진다. 그 다음, 그 결과로 얻어진 스펙트럼들이 CIE 1931 표준 옵저버(observer)를 기반으로 삼자극 값들(tristimulus values)로 전환된다. 기준 광에 대한 이들 값의 시프트가 1960년에 CIE에 의하여 추천된 균등 색 공간(uniform color space)에 대해 결정된다. 8 가지 칼라 시프트들의 평균이 계산되어 CRI로서 알려진 평균 연색지수(General Color Rendering Index)를 생성한다. 이러한 계산들 내에서, 완전한(perfect) 스코어가 100에 해당되도록 CRI가 크기조정되며, 여기서 "완전한"이란 용어는 기준 소스[흔히 태양광 및/또는 전 스펙트럼 광(full spectrum light)]과 스펙트럼이 같은 소스를 이용함을 의미한다.
일반적으로, 인공 조명(artificial lighting)은 표준 CRI를 이용하여 백색광의 품질을 결정한다. 백색광이 태양광 및/또는 전 스펙트럼 광과 비교하여 높은 CRI를 산출하면, 그것은 보다 "자연적(natural)"이며 유색 표면에 더 나은 연색성이 부여되기가 더욱 쉽다는 점에서 보다 나은 품질을 갖는 것으로 간주된다. 그러나, 보다 나은 품질의 백색광을 제공하는 것뿐만 아니라, 특정한 색의 광을 발생시키는 것 또한 매우 바람직하다. 광은 아침에는 오렌지에서 레드에 가까워지고 밤이나 저녁에는 블루에 가까워지는 경향이 있으므로, 특정 칼라 또는 전 스펙트럼 내의 칼라들의 범위를 변화시키거나, 미세-조정하거나 또는 제어하는 능력 또한 중요하다.
Ducharme 등에 의해 미국특허 공개공보 제 2007/0258240 호에 개시된 바와 같이, 백색광은 광의 상이한 파장들이 혼색된 것(mixture)이며, 따라서 그를 생성하는 데 이용되는 구성 칼라들을 기반으로 상기 백색광을 특성분석하는 것이 가능하다. 상이한 칼라들은 백색광을 생성하기 위해 조합될 수 있으며, 이들은 1) 레드, 그린, 및 블루, 2) 라이트 블루, 앰버(amber), 및 라벤더, 그리고 3) 사이언(cyan), 마젠타(magenta), 및 옐로우를 포함하여 이루어진다(그러나 상술된 칼라들로만 제한되는 것은 아니다). 실제로는, 단 2 가지 칼라의 조합이 합쳐져서 육안으로는 백색처럼 보이는 광을 생성할 수 있는데, 이는 이들 2 가지의 선택된 칼라들이 소위 상보적인 경우에 가능하며, 이것의 예로는 대략 635 nm 및 493 nm에서 방출하는 좁은 대역의 소스들(LED들, 또는 극단적인 경우에는 레이저들)이 있다. 이러한 인공적인 백색들은 육안으로는 백색처럼 보이지만, 다른 방식들에 있어서는 그들이 유색 표면 상에서 나타날 때 인공적인 것처럼 보인다는 점에서 전 스펙트럼 광 및/또는 자연 태양광에 비해 열등하다. 이렇게 되는 이유는, 검사에 의하면 유색 표면이 파장 영역들을 상이하게 흡수 및 반사시키기 때문이다. 이러한 표면이, 완전히 이상적이고 및/또는 바람직한 세기들로 나타나는 가시 대역(visible band) 내의 성분 파장들을 갖는 광을 의미하는 전 스펙트럼 백색광 또는 자연 태양광에 의해 타격되는 경우, 상기 표면은 완전하게 흡수 및 반사할 것이다. 그러나, 단지 2 가지 또는 3 가지 성분을 갖는, 본 단락에서 기술된 인공적인 백색광들은 완전한 스펙트럼을 포함하지 않는다. 상이한 2 가지 상황에서 상이한 연색성이 어떤 것을 의미하는지에 대한 예시를 제공하면, 500 내지 550 nm 범위에서 반사하는 표면은 전 스펙트럼 광 하에서는 딥-그린(deep-green)을 나타내지만, 대략 635 nm 및 493 nm에서 방출하는 2 개의 좁은 대역의 소스를 포함하는 가상의 2 구성요소 시스템에 의하여 발생되는 가상의 "백색광" 하에서는 블랙으로 나타난다.
광학적 결과들
본 섹션에서 논의될 광학적 결과들은 스펙트럼 파장의 함수로서 시스템의 방출 세기를 도표로 나타낸 그래프들에 의하여 정량화될 것이다. 실제로는, Chen 등에 의하여 미국특허 공개공보 제 2008/0203900 호에 예시된 바와 같이, 종래의 블루 LED 플러스 옐로우 YAG:Ce 형광체의 스펙트럼을 이용하여 시작하는 것이 편리하다. 도 1은 스펙트럼이 레드에서는 부족하지만, 특히 그린에서도 그러한 것을 나타내고 있다. 그들은 스펙트럼의 블루-그린 영역, 즉 480 nm 내지 500 nm 영역과 스펙트럼의 앰버-레드 영역, 즉 580 nm 내지 680 nm의 영역에서 바람직하게 광을 방출하는 LED들을 부가시킬 것을 제안하고 있다. 도 2는 대략 500 nm의 중심 파장을 갖는 블루-그린 LED를 백색광 시스템에 부가함으로써 얻어지는 스펙트럼을 나타내고 있으며, 그것의 배제된 상태(elimination)는 도 1에 도시되었다.
Chen 등에 의한 이러한 LED의 부가는, 파장의 함수인 발광성이 2 구성요소 블루 LED 및 옐로우 형광체 (예를 들어, YAG:Ce) 시스템의 발광성보다 실질적으로 일정한 스펙트럼을 생성한다. 도 3에는 580 nm 내지 680 nm를 방출하는 제 3 LED가 시스템에 부과된 3 LED - 1 형광체 시스템으로부터의 스펙트럼이 도시되어 있다. 450 nm 내지 650 nm에 걸친 이 스펙트럼의 세기는 실질적으로 단일 LED/단일 형광체(예를 들어, 블루 LED/YAG:Ce 옐로우 형광체) 또는 백색 LED의 2 구성요소 버전보다 실질적으로 더 일정하다. 제 2 의 블루-그린 LED 및/또는 제 3의 오렌지-레드 LED의 파워는 블루 광 및 여기 방사선을 옐로우 형광체에 제공하는 제 1 블루 LED 파워의 작은 부분에 지나지 않으며, 따라서 시스템의 전체 효율성은 단지 약간만 저감되었으나, 3 구성요소 시스템의 전체 연색 능력(color rendering ability)은 보강되었다. 따라서, 멀티플 LED는 전체 효율성의 관점에서 효과적인 것으로 나타났다.
전형적인 블루 LED를 부가한 LED들이 백색광 조명시스템에 이용되었으나, 이들 보조 LED들은 최종 백색광 생성물에 광의 성분은 제공하되, (본 발명인들의 지식 내에서는) 여기 방사선의 추가 소스는 제공하지 않고 이용된다. 본 명세서에서 이용되는 "공동-여기"라는 용어는, 적어도 2 이상의 상이한 LED들이 2 가지 상이한 파장들 또는 파장 범위들을 커버하는 조합된 여기 방사선을 형광체 및/또는 2 이상의 형광체들을 포함할 수 있는 형광체 혼합체(형광체 패키지라고도 칭함)에 제공하는 것을 의미한다. 적어도 2 이상의 LED 각각은 여기 방사선을 형광체 패키지에 제공하며, UV 또는 근-UV LED 및 블루, 그린, 또는 옐로우 LED와, 레드 형광체를 여기시키도록 구성되는 경우에는 심지어 오렌지 LED까지를 포함하는 LED들 중 여하한의 것들의 조합을 포함할 수 있다. 실제에 있어서, 본 발명의 실시예들의 원리는 다음과 같이 이루어진다: 즉, LED는 여기 에너지가 해당 LED의 밴드갭(bandgap) 에너지와 같거나 그보다 작은 형광체를 여기하는 데 이용되거나, 또는 특정 파장에서의 LED 방출이 루미네선스가 LED 방출의 에너지보다 에너지가 작은 파장으로 이루어지는 형광체를 여기시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 그린 LED가 옐로우 형광체, 또는 아마도 보다 효율적으로는 오렌지 또는 레드 형광체를 여기시키는 데 이용될 수 있는데, 이러한 결과는 옐로우 형광체를(그리고 아마도 그린, 오렌지 또는 레드 형광체 등도) 여기시키는 종래의 블루 LED와 연동하여 일어난다.
본 발명의 실시예들 중 처음 3 가지의 예시들은 2 여기 LED를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 제 1 방사선 소스는 대략 250 nm 내지 410 nm 범위의 파장에서 여기 방사선을 형광체 패키지로 방출하고, 따라서 그것은 UV 내지 근-UV LED로 간주될 수 있으며, 제 2 방사선 소스는 410 nm 내지 480 nm 범위의 파장에서 광을 방출하고, 따라서 이 여기 소스는 블루 LED/옐로우 형광체 시스템들에서 이용되는 종래의 블루 LED와 실질적으로 같다. 이 2-LED 여기 구조로 테스트되는 형광체 혼합체들은 다음의 방식으로 구성된다: 제 1 예시에서 형광체 패키지는 그린 및 오렌지 형광체이고; 제 2 예시에서 형광체 패키지는 그린, 옐로우, 및 오렌지 형광체이며; 제 3 예시에서 형광체 패키지는 블루, 그린, 옐로우, 및 오렌지 형광체이다. 이 형광체 패키지의 부재들 각각은 440 nm 내지 700 nm에서 방출한다. 이 실시예의 혁신적인 개념은 UV 여기 LED에 종래의 블루 LED를 부가해 이용하며, 상기 두 LED 모두가 여기 방사선을 형광체들로 동시에 제공한다는 것이다. UV 및 블루 LED 소스가 여기 방사선을 제공하고 있는 형광체 패키지와 관련하여, 폭넓고 다양한 선택을 이용할 수 있다. 그러나, 몇몇 형광체들, 예컨대 본 개시내용의 발명인들이 생각한 바와 같이 여기 파장이 470 nm에서 250 nm로 저감될 때 높은 양자 효율을 갖는 실리케이트-계 형광체가 UV 광원을 통해 보강된 발광성(휘도)을 얻을 수 있다. UV 광원 이용의 다른 장점은 보다 짧은 방출 파장을 갖는 형광체가 여기 소스들로부터 블루 광보다는 UV 광을 효과적으로 흡수하여, 최종 생성물의 루미네선스 스펙트럼이 폭넓은 범위의 파장들을 커버함으로써 CRI 값을 증대시키는 데 이용될 수 있다는 점이다.
G507로 표시된 그린 형광체 및 O610으로 표시된 오렌지 형광체와 연동하여 이용되는 UV 및 블루 LED 여기 칩들의 결과들이 도 1에 도시되어 있다. 이후 본 명세서에서는 형광체들, 특히 그들의 조성물들(compositions)에 대해 보다 자세히 언급되겠지만, 우선은, 명명법에 있어 문자는 칼라이며, 숫자는 특정 형광체에 대한 피크 방출에서의 파장을 나타낸다는 데 유의하여야 한다. 2 개의 형광체들의 상대적인 비는 (0.3, 0.3)에 가까운 x, y 값들을 갖는 타겟 CIE를 얻도록 선택되었다. 다른 칩 조합들 및 형광체 혼합체들이 유의미한 방식으로 비교될 수 있도록, 나머지 9 가지 예시들에 대해 동일한 CIE 타겟들이 선택되었다. 따라서, 휘도 및 CRI가 직접적으로 비교될 수 있다. 이 제 1 예시에서, 휘도는 31.32이고, CRI는 91.8이며, 이는 본 발명의 실시예들에 의해 90 CRI가 넘은 연색성이 얻어질 수 있다는 것을 바로 보여준다.
제 2 예시에서는 제 1 예시에서 상술된 그린 및 오렌지 혼합체(각각 G507 및 O610)에 Y550으로 표시된 옐로우 형광체가 부가되었다. 도 2는 제 1 예시로부터의 동일한 UV 및 블루 LED 칩 소스들을 활용하는 백색 LED로부터의 방출 스펙트럼(402nm and 454nm)을 나타내고 있다. 옐로우, 그린, 및 오렌지 형광체 패키지를 공동-여기하는 이번 블루/UV LED들은 휘도가 30 %보다 많이 증가된 백색광 조명을 생성하였다. 이러한 휘도의 증가는 실질적으로 모든 다른 실험 변수들을 일정하게 유지하면서 옐로우 형광체의 부가하였을 때 달성되었다. 이 제 2 예시에서 생성된 백색광은 40.64의 휘도 및 80.7의 CRI를 갖는 것으로 특성분석될 수 있다.
2 개의 형광체들의 혼합체를 포함하는 제 1 예시와는 달리, 3-형광체 혼합체를 갖는 이 제 2 예시에서는 동일한 타겟 CIE를 얻을 수 있는 본질적으로 무한한 수의 블렌딩 비(blending ratio)가 생성된다. 일반적으로, 옐로우 형광체의 부가는 높은 휘도에 관한 장점을 제공하는 한편, 그린 및 오렌지 형광체들은 CRI를 증대시키도록 유리하게 작용한다. 부언하자면, 옐로우 형광체의 농도와 오렌지 및 그린 형광체들의 농도의 비를 미세 조정함으로써 CRI 값 및 휘도의 최적화가 개별적으로 달성될 수 있다.
제 3 예시에서는, B450으로 표시된 블루 형광체가 제 2 예시에서 논의된 그린, 옐로우, 및 오렌지 혼합체(각각, G507, Y550, O610)에 부가되었다. 도 3은 제 1 예시 및 제 2 예시에서와 동일한 UV 및 블루 LED 칩소스들을 활용하는 백색 LED로부터의 방출 스펙트럼(402nm 및 454nm)을 나타내고 있다. 휘도는 23.62이고, CRI는 89.1이었다. 블루 형광체는 이 멀티-칩 여기 소스로부터의 UV 광을 효과적으로 흡수하는 한편, 블루 LED로부터의 블루 광에 대해서는 실질적으로 투과적이어서, 시스템 내의 옐로우, 그린, 및 오렌지 형광체들을 공동-여기할 수 있게 한다. 이 특정 테스트에서 이용된 블루 형광체는 402 nm의 여기 파장에서 50 % 보다 작은 양자 효율을 나타내었다는 데 유의하여야 하며, 70 %의 양자 효율을 갖는 블루 형광체들을 이용할 경우 30 %보다 큰 휘도의 증가가 얻어질 것으로 생각된다.
본 발명의 실시예들 중 제 4 예시 및 제 5 예시에서는, 상이한 칩 셋트가 이용되었다. 여기서는, 2 개의 칩이 각각 429 nm와 457 nm가 중심인 파장에서 공동-여기 방사선을 제공하였다. 이들은, 제 1 방사선 소스가 410 nm 내지 440 nm 범위의 파장 내에서 광을 방출하고, 제 2 방사선 소스가 440 nm 내지 480 nm 범위의 파장에서 광을 방출하는, 2-칩 공동-여기 소스의 예시들이다. 따라서, 처음 3 가지 예시에서의 칩 셋트는 UV 및 블루 조합으로서 기술될 수 있으나, 제 4 예시 및 제 5 예시에서의 칩 셋트는 퍼플(바이올릿으로 기술될 수도 있음) LED 및 블루 LED 셋트이다. 퍼플 LED는 육안으로 조명을 검출할 수 있는 스펙트럼의 최단 끝인 429 nm에서 방출한다. 다른 LED는 블루 LED이며, 이는 종래의 백색 LED(블루 LED/YAG:Ce)에서 이용되는 것과 실질적으로 동일한 457 nm에서 방출한다. 후술되겠지만, 블루 및 퍼플 멀티-칩 셋트는 공동-여기 방사선을 2 개의 상이한 형광체 패키지에 제공하는 데 이용되었다.
제 4 예시에서, 형광체 패키지는 하나는 그린이고 하나는 오렌지인(각각, G507 및 O610) 2 개의 형광체들을 포함하였다. 이 패키지 내의 2 개의 형광체들은 480 nm 내지 700 nm 범위의 파장들에서 광루미네선스를 일으킨다. UV LED를 포함하는 칩 셋트와는 대조적으로, 410 nm 내지 440 nm의 방사선은 광 자체로 하여금 최종 백색광 조명 생성물에 기여하도록 하여, 전체 또는 부분적으로 백색광의 칼라 및 휘도를 결정한다. 한편, 이는 옐로우 및 그린 형광체들의 여기시에 더 큰 효율성을 나타내며, 따라서 이러한 조합의 주된 장점은 휘도를 유지하면서 높은 CRI 값을 얻는 데 보다 짧은 방출 파장의 형광체들을 이용할 수 있다는 점이다.
이 시스템으로부터의 백색광 조명의 스펙트럼이 도 4에 도시되어 있다. 조명의 휘도는 38.37이고, CRI는 92.0이었다.
제 5 예시에서는, 제 4 예시에서 상술된 그린 및 오렌지 혼합체(각각, G507 및 O610)에 Y550으로 표시된 옐로우 형광체가 부가되었다. 도 5는 제 1 예시로부터의 동일한 퍼플 및 블루 LED 칩 방사선 소스들을 활용하는 백색 LED로부터의 방출 스펙트럼을 나타내고 있다(각각, 429 nm 및 457 nm의 방출 스펙트럼과, 각각 410 nm 내지 440 nm, 및 440 nm 내지 480 nm의 방사선 소스들을 나타냄). 옐로우, 그린, 및 오렌지 형광체 패키지를 공동-여기하는 이번의 퍼플/블루 LED들은 휘도가 30 % 보다 더 증가된 백색광 조명을 생성하였다. 제 2 예시에서 제 3 예시로의 변화에서와 같이, 제 4 예시로부터 제 5 예시로의 이러한 휘도의 증가는 실질적으로 모든 다른 실험 변수들은 일정하게 유지하면서 옐로우 형광체를 부가하였을 때 달성되었으며, CRI 값과 휘도의 최적화는 옐로우 형광체의 농도와 오렌지 및 그린 형광체들의 농도의 비를 미세 조정함으로써 달성될 수 있다. 이 제 2 예시에서 생성된 백색광은 52.0의 휘도 및 79.9의 CRI를 갖는 것으로서 특성분석될 수 있다.
처음 5 가지 예시들에서의 멀티-칩 여기 소스는 UV/블루 조합이거나 또는 퍼플/블루 조합이었다. 고 휘도, 고 CRI 백색광 조명 소스들은, 일 실시예에서는 2 개의 형광체를 가지고, 다른 실시예에서는 3 개의 형광체를 갖는 형광체 패키지를 구비한 블루 칩 및 그린 칩을 이용함으로써 제공될 수 있다. 이들 형광체들은 G530과 같은 그린 형광체, Y550과 같은 옐로우 형광체, O590과 같은 오렌지 형광체, 및 R662와 같은 레드 형광체의 여하한의 조합일 수 있다. 제 6 예시에서, 칩 셋트는 그린 LED와 조합된 블루 LED이었다. 따라서, 예시에서는 3 백색 LED는 440 nm 내지 480 nm 범위의 파장에서 광을 방출하는 제 1 방사선 소스, 및 48 nm 내지 540 nm 범위의 파장에서 광을 방출하는 제 2 방사선 소스를 포함한다. 이 칩 셋트는 500 nm 내지 700 nm의 파장 범위에서 광을 방출하는 적어도 2 이상의 타입의 형광체들로 공동-여기 방사선을 제공하였다. 보다 구체적으로, 제 6 예시에서 예로 든 시스템의 혼합된 형광체들은 그린 및 오렌지 형광체(G530 및 O590)를 포함하며, 여기서 480 nm 내지 540 nm 방출 블루-그린 LED 때문에 오렌지 또는 레드 형광체가 포함된다. 실리케이트-계 형광체들과 같은 몇몇 오렌지 및 레드 형광체들은 여기파장이 440 nm에서 550 nm로 증가할 때 보다 높은 양자 효율을 가지며, 따라서 그린 여기 방사선의 이용은 오렌지 및/또는 레드 형광체의 효율성을 증대시켜 보다 높은 휘도를 얻게 한다. 다른 그린 및/또는 옐로우 형광체의 추가적인 부가는 최종 LED 방출 파장 스펙트럼을 확장시켜서 CRI 값을 증대시킨다.
도 6은 454 nm LED 및 523 nm LED를 포함하는 칩 셋트로부터 만들어진 백색 LED를 나타내고 있으며, 이 칩 셋트는 530 nm 그린 형광체 및 590 nm 오렌지 형광체를 포함하는 형광체 패키지에 공동-여기 방사선을 제공한다. 휘도는 43.92였고, CRI 값은 71.9였다; 부언하면, 상이한 형광체들을 이용하고, 그린 LED 대 블루 LED의 각각의 세기를 조정함으로써 휘도 및/또는 CRI 값들이 최적화될 수 있다.
표 1은 도 1 내지 6의 백색광 조명시스템의 테스트 결과들을 요약하고 있으며, 여기서 CIE 좌표는 각각 0.3 및 0.3의 x 및 y 값으로 실질적으로 고정되었으며 백색광은 휘도 및 CRI 값들에 의해 특성분석된다.
Figure 112010064910320-pct00001
이러한 멀티-칩 시스템들에 대한 비교를 위해, 단일-칩 여기 소스를 이용하는 유사한 셋트의 실험들이 수행되었다. 이들 단일-칩 예시들에서의 LED들은, 제 7 예시 내지 제 10 예시에서 각각 402 nm, 402 nm, 417 nm 및 429 nm인, 250 nm 내지 440 nm 범위의 파장에서 여기 방사선을 방출하였다. 형광체 패키지들은 블루, 그린 및 오렌지 형광체들의 상이한 조합들이었다. 구체적으로, 형광체 패키지들은 제 7 예시에서는 블루, 그린 및 오렌지였고; 제 8 예시에서는 블루, 그린, 옐로우 및 오렌지였고; 제 9 예시에서는 그린, 옐로우 및 오렌지였으며; 제 10 예시에서는 그린 및 오렌지였다.
도 7은 402 nm LED, 450 nm 블루 형광체, 538 nm 블루-그린 형광체, 및 586 nm 오렌지 형광체를 이용하여 구성되는 백색 LED로부터의 방출 스펙트럼을 나타내고 있다. 402 nm 여기 파장에서 50 %보다 작은 양자 효율을 갖는 블루 형광체가 이용되었으며, 30 %보다 큰 휘도의 증가는 70 %의 양자 효율을 갖는 블루 형광체에 의하여 달성될 수 있었다. 휘도는 10.63이었고 , CRI는 64.7이었다.
도 8은 402 nm LED, 450 nm 블루 형광체, 507 nm 블루-그린 형광체, 550 nm 옐로우 형광체, 및 610 nm 오렌지 형광체로부터 구성된 백색 LED로부터의 방출 스펙트럼을 나타내고 있다. 휘도는 8.29였고 CRI는 91.7이었다.
도 9는 417 nm LED, 507 nm 블루-그린 형광체, 550 nm 옐로우 형광체 및 610 nm 오렌지 형광체로부터 만들어진 백색 LED로부터의 방출 스펙트럼을 나타내고 있다. 휘도는 14.53이었고 CRI는 62.8이었다.
도 10은 429 nm LED, 507 nm 블루-그린 형광체, 및 610 nm 오렌지 형광체로부터 만들어진 백색 LED로부터의 방출 스펙트럼을 나타내고 있다. 휘도는 23.98이었고 CRI는 86.8이었다.
표 2는 도 7 내지 도 10의 백색광 조명시스템들의 테스트 결과들을 요약하고 있으며, 여기서 CIE 좌표는 각각 0.3 및 0.3의 x 및 y 값으로 실질적으로 고정되었으며, 백색광은 휘도 및 CRI 값들에 의해 특성분석된다.
Figure 112010064910320-pct00002
본 발명의 또 다른 실시예에서, 백색 LED는, 대략 250 nm 내지 대략 450 nm 범위의 파장에서 여기 방사선을 방출하는 제 1 방사선 소스, 대략 440 nm 내지 대략 480 nm 범위의 파장에서 여기 방사선을 방출하는 제 2 방사선 소스, 및 대략 540 nm 내지 대략 600 nm 범위의 피크 방출 파장을 갖는 옐로우-오렌지 형광체 및/또는 대략 580 nm 내지 780 nm 범위의 피크 방출 파장을 갖는 레드 형광체를 포함하는 형광체 패키지를 포함하여 이루어진다.
형광체 조성물들의 예시
본 발명의 멀티-칩 여기 소스들의 장점들은 특정 타입의 형광체로만 제한되지 않는다는 점이다. 실제로, 'Section 8 and Appendix II of Inorganic Phosphors, by William M. Yen and Marvin J. Weber (CRC Press, New York, 2004)'에는 사실상 모든 상업적인 블루, 그린, 옐로우, 오렌지, 및 레드 형광체들이 열거되어 있음을 고려해야 한다. 그러므로, 이 참고자료의 'Section 8 and Appendix II'는 그 전문이 본 명세서에서 인용 참조된다.
본 실시예들의 개시내용들을 수행하는 데 적합한 블루, 블루-그린, 옐로우, 옐로우-오렌지, 오렌지 및 레드 형광체들의 예시들은 본 발명인들에 의해 개발된 알루미네이트들, 실리케이트들, 및 나이트라이드들(그리고 그들의 혼합물들)을 포함한다. 본 발명의 실시예들은 다음과 같이 한정되는 것은 아니지만, 사실상 개시내용에서의 예시들에 대해서, 블루 형광체들은 알루미네이트-계인 경향이 있고; 그린 형광체들은 알루미네이트들 또는 실리케이트들이고; 옐로우 및 오렌지 형광체들은 상이한 타입의 호스트 구조(host structure)들을 가질 수도 있으나 실리케이트-계인 경향이 있으며; 레드 형광체들은 니트라이드들이다.
예시의 블루 알루미네이트-계 형광체는 일반식 (M1 - xEux)2-zMgzAlyO[2+(3/2)y]을 가지며, 여기서 M은 주기율표 IIA족에서 마그네슘(Mg) 이외의 2가 알칼리토금속(alkaline earth metal)이고, 여기서 0.05<x<0.5이고, 3≤y≤12이며, 0.8≤y≤1.2이다. 조성물은 할로겐 도펀트(halogen dopant), 예컨대 불소 또는 염소를 포함할 수 있다. M은 Ba(바륨) 또는 Sr(스트론튬)일 수 있는데, M이 Ba인 경우에는, 형광체가 현 바륨 알루미네이트 마그네슘 계열[the present barium aluminate magnesium (BAM) series]로 된 부재이고; M이 스트론튬인 경우에는, 형광체가 현 스트론튬 마그네슘 알루미네이트 계열[the present strontium magnesium aluminate (SAM) series]로 된 부재이다. 할로겐 도펀트는 결정 격자 호스트(crystalline lattice host) 내의 산소 격자 사이트들(oxygen lattice sites) 상에 있으며, 0.01 몰 퍼센트 내지 20 몰 퍼센트 범위의 양으로 존재한다. 이 예시에서의 형광체는 대략 280 nm 내지 대략 420 nm 범위의 파장 내의 방사선은 흡수하고, 대략 420 nm 내지 560 nm 범위의 파장을 갖는 가시 광선을 방출하도록 구성된다.
도 3, 7 및 8에서 데이터를 생성하는 데 이용된 형광체 B450, 및 본 발명의 실시예들에서 블루 형광체로서 이용될 수 있는 예시의 포스포-클로라이드(phospho-chloride)는 일반식 Sr10(PO4)6Cl2:Eu0 . 05을 갖는다.
본 발명의 핵심은 형광체들의 타입들이나 또는 특정 형광체들이 아니며, 오히려 시스템 내에 적어도 2 이상의 LED가 존재하여 형광체 패키지 내의 적어도 1 이상의 형광체에 여기 방사선은 제공하되, 최종 조명 조성물로 광은 제공하지 않는 다는 점이라는 데 유의하여야 한다. 따라서, 사실상 모든 형광체(들)이 사용될 수 있으며, 이는 상업적으로 이용가능한 형광체들을 포함하는 것으로 여겨진다. 본 발명의 실시예들에 따라 이용될 수 있는 상업적으로 이용가능한 블루 형광체들은 (CeMg)SrAl11O18:Ce, (CeMg)BaAl11O18:Ce, YAlO3:Ce3 +, Ca2MgSi2O7:Ce3 +, Y2SiO5:Ce3 +, Zn2SiO4:Ti, CsI:Na+, Sr2P2O7:Eu, Sr5Cl(PO4)3:Eu, BaMgAl10O17:Eu,Mn (BAM), 및 ZnS:Ag,Cl,Ni을 포함한다. 이러한 형광체들은 최대 460 nm 정도의 파장에서 방출한다.
그린 형광체들은 알루미네이트-계 또는 실리케이트-계이거나, 또는 이들 둘의 조합일 수 있다. 알루미네이트-계 그린 형광체들은 일반식 M1 - xEuxAlyO1 +3y/2로 나타낼 수 있으며, 여기서 M은 Ba, Sr, Ca, Mg, Mn, Zu, Cu, Cd, Sm, 및 Tm으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가 금속들 중 적어도 1 이상이고, 0.1<x<0.9이며, 0.5≤y≤12이다. 이들 알루미네이트-계 형광체들은 대략 280 nm 내지 420 nm 범위의 파장을 갖는 실질적으로 비-가시 광선은 흡수하고 대략 500 nm 내지 550 nm 범위의 파장을 갖는 가시 그린 광(visible green light)은 방출하도록 구성된다. 특정 실시예에서, 형광체는 2가 알칼리토금속 Mg을 포함하며, Mn 또한 존재할 수 있다.
멀티-칩 공동-여기 소스들을 이용하는 본 발명의 백색 LED들에 대해 적절한 실리케이트-계 그린 형광체들은 일반식 (Sr,A1)x(Si,A2)(O,A3)2+x:Eu2 +을 가지며, 여기서 A1는 Mg, Ca, Ba, 및 Zn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2+가 알칼리토금속 또는 알칼리전이금속 양이온 중 1 이상이며, A1의 화학량적(stoichiometric) 양은 0.3에서 0.8(0.3과 0.8까지 포함)까지 가변적이고; A2는 P, B, Al, Ga, C, 및 Ge이며; A3는 F 및 Cl로 이루어지지만 Br, C, N, 및 S도 포함되는 그룹으로부터 선택된 할로겐을 포함하는 음이온이다. 상기 일반식은 A1 양이온은 Sr, A2 양이온은 Si, 그리고 A3 음이온은 O로 바꾸어서 나타낸 것으로 기록되어 있다. A2 및 A3의 양은 각각 0 내지 19 몰 퍼센트(0과 19 몰 퍼센트까지 포함) 범위에 속하며, x는 1.5 내지 2.5 사이의 값이다. 또한, A1은 1+ 및 3+ 양이온들의 조합을 포함할 수 있으며, 상기 1+ 양이온들은 Na, K, 및 Li을 포함하고, 상기 3+ 양이온들은 Y, Ce 및 La을 포함한다.
본 발명의 실시예들에서 그린 형광체들로서 이용될 수 있고 도 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 및 10에서 G507로 표시된 예시적 실리케이트들은 일반식 Ba1.96Mg0.04Eu0.06Si1.03O4Cl0.12를 갖는다. 도 6에서 G530으로 표시된 형광체는 일반식 Sr1.03Ba0.92Mg0.05Eu0.06Si1.03O4Cl0.12를 갖는다. 도 7에서 G538로 표시된 형광체는 일반식 Sr1 .15Ba0 .80Mg0 .05Eu0 .06Si1 .03O4Cl0 .12를 갖는다. (도면들에는 도시되지 않은) 적절한 실리케이트-계 그린 형광체에 대한 또 다른 일반식으로는 G525: Sr0.925Ba1.025Mg0.05Eu0.06 Si1 .03O4Cl0 .12가 있다.
본 발명의 실시예들에 따라 이용될 수 있는 상업적으로 이용가능한 그린 형광체들은 Bi4Ge3O12, Ca5(PO4)3F:Sb, (Ba,Ti)2P2O7:Ti, Sr5(PO4)3F:Sb,Mn, ZnO:Zn, ZnS:Cu,Cl, Zn2SiO4:Mn2 +, 및 Y3Al5O12:Ce3 +를 포함한다. 이들 형광체들은 개략적으로 대략 480 nm 내지 530 nm의 파장들에서 방출하며, "블루-그린" 또는 "옐로우-그린"과는 대조적으로 "그린"인 이 범위의 표시는 임의적인 것이며 특별히 중요하지 않다.
예시적인 실리케이트-계 옐로우-그린 형광체는 일반식 A2SiO4:Eu2 +D를 가지며, 여기서 A는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn, 및 Cd으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 이가 금속들 중 적어도 1 이상이며; D는 F, Cl, Br, I, P, S 및 N로 이루어진 그룹으로부터 선택된 도펀트이다. 상기 도펀트 D는 형광체 내에 0 몰 퍼센트 내지 대략 20 몰 퍼센트 범위의 양으로 존재한다. 다른 실시예에서, 형광체는 일반식 (Sr1 -x-yBaxMy)2 SiO4: Eu2 +F, Cl를 가지며, 여기서 M은 0<y<0.5 범위에 있는 양의 Ca, Mg, Zn, 또는 Cd 중 하나이다.
본 발명의 실시예들에서 옐로우 형광체로서 이용될 수 있는 예시적 실리케이트, 및 도 2, 3, 5, 8 및 9에서 데이터를 생성하는 데 이용되었던 형광체 Y550은 일반식 Sr1 .34Ba0 .61Mg0 .05Eu0 .06Si1 .03O4Cl0 .12를 갖는다. 또한, 옐로우 성분을 제공하기 위해 YAG:Ce3 + 형광체가 이용될 수도 있다. (도면들에는 도시되지 않은) 다른 실리케이트-계 형광체는 EY4453으로 표시되고 일반식 Sr1 .46Ba0 .45Mg0 .05Eu0 .1 Si1 .03O4Cl0 .18을 갖는다.
본 발명의 실시예들에 따라 상업적으로 이용가능한 옐로우 형광체들은 ZnS:Pb,Cu, ZnS:Ag,Cu,Cl, Y3Al5O12:Tb3 +, (Ce,Tb)MgAl11O19:Ce,Tb, Y3Al5O12:Ce3 +, MgF2:Mn2+, CsI:Tl, 및 (Zn,Mg)F2:Mn2 +을 포함한다. 이들 형광체들은 개략적으로 대략 530 nm 내지 590 nm의 파장들에서 방출하고, "옐로우-그린" 또는 "옐로우-오렌지"와는 대조적으로 "옐로우"인 이 범위의 표시는 임의적인 것이며 특별히 중요하지 않다.
본 발명의 멀티-칩 백색 LED에 대해 적절한 실리케이트-계 오렌지 형광체들은 일반식 (Sr,A1)x(Si,A2)(O,A3)2+x:Eu2 +을 가지며, 여기서 A1은 Mg, Ca, 및 Ba을 포함하는 적어도 1 이상의 이가 양이온(2+ ion) 또는 1+ 및 3+ 양이온들(1+ 양이온은 Na, K 및 Li을 포함하고 3+ 양이온은 Y, Ce, 및 La을 포함함)을 포함하며, A2는 3+, 4+, 또는 5+ 양이온(B, Al, Ga, C, Ge, 및 P 중 적어도 1 이상을 포함함)이고, A3는 1-, 2-, 또는 3- 음이온(1- 음이온인 F, Cl, 및 Br을 포함함)이며, x는 2.5와 3.5까지를 포함하는 2.5와 3.5 사이의 값이다. 부언하면, 상기 일반식은 A1 양이온은 Sr로, A2 양이온은 Si로, 그리고 A3 음이온은 O로 바꾸어서 나타낸 것으로 기록되어 있다. A1은 화학량적으로 0.3과 0.8을 포함해 0.3에서 0.8까지 가변적이며, A2 및 A3 각각의 양은 양쪽 하한 상한 값을 포함하여 0에서 19 몰 퍼센트 범위에 있다. 다른 실시예에서, 실리케이트-계 오렌지 형광체들은 일반식 (Sr1 - xMx)yEuzSiO5를 가지며, 여기서 M은 Ba, Mg, Ca, 및 Zn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1 이상의 이가 금속이고, 0≤x≤0.5이고, 2.6≤y≤3.3이며, 0.001≤z≤0.5이다. 또한, 이들 형광체들은 F 및 Cl과 같은 할로겐 도펀트들을 포함할 수 있다. 이들 오렌지 형광체들은 스펙트럼 중 UV, 블루, 그린, 및/또는 옐로우 영역들에서 방출하는 LED 소스들 중 여하한의 소스들에 의하여 여기될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 오렌지 형광체로서 이용되며 도 6에서 O590으로 표시된 예시적 실리케이트들은 일반식 Ba0 .02Sr2 .94Eu0 .1Si1 .02O5F0 .2를 갖는다. 도 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 및 10에서 O610으로 표시된 오렌지 실리케이트는 일반식 (Sr0.87Ba0.1Y0.0167)3Eu0.1Si0.97Al0.05O5F0.2를 갖는다. (도면들에는 도시되지 않은) 본 발명의 멀티-칩 공동-여기 실시예들에 적절한 또 다른 실리케이트-계 오렌지 형광체는 O586으로 표시되며, 일반식 Sr3Eu0 .06Si1 .02O5F0 .18을 갖는다.
본 발명의 실시예들에 따라 이용될 수 있는 상업적으로 이용가능한 오렌지 형광체들은 (Y,Gd)BO3:Eu3 +, Y(P,V)O4:Eu3+, (Zn,Mg)F2:Mn2 +, (Ca,Zn,Mg)3(PO4)2:Sn, CaSiO3:Mn2+,Pb, Y2O3:Eu3 +, 및 YVO4:Eu3 +을 포함한다. 이들 형광체들은 개략적으로 대략 590 nm 내지 620 nm의 파장들에서 방출하고, "옐로우-오렌지" 또는 "오렌지-레드"와는 대조적으로 "오렌지"인 이 범위의 표시는 임의적인 것이며 특별히 중요하지 않다.
본 발명의 실시예들에 따라 이용될 수 있는 레드 형광체들은 통상적으로 니트라이드-계 호스트들을 갖는다. 이러한 니트라이드-계 레드 형광체를 기술하는 데 이용될 수 있는 일반식으로는 MmMaMb(N,D)n:Zz가 있으며, 여기서 Mm은 이가 원소이고, Ma은 3가 원소이고, Mb는 4가 원소이고, N은 질소이고, Z는 활성물(activator)이고, D는 할로겐이며, 구성 요소 (m+z):a:b:n의 화학량론(stiochiometry)은 대략 1:1:1:3이고, 형광체는 대략 640 nm보다 큰 피크 방출 파장을 갖는 가시 광선을 방출하도록 구성된다. 본 발명의 니트라이드-계 레드 형광체를 기술하는 데 이용될 수 있는 또 다른 일반식으로는 MmMaMbD3wN[(2/3)m+z+a+(4/3)b-w]Zz가 있으며, 여기서 Mm은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, 및 Hg로 이루어진 그룹으로부터 선택된 이가 원소이고, Ma는 B, Al, Ga, In, Y, Sc, P, As, La, Sm, Sb, 및 Bi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3가 원소이고, Mb는 C, Si, Ge, Sn, Ni, Hf, Mo, W, Cr, Pb, Ti, 및 Zr로 이루어진 그룹으로부터 선택된 4가 원소이고, D는 F, Cl, Br, 및 I으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐이고, Z는 Eu, Ce, Mn, Tb, 및 Sm으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 활성물이며, N은 질소이다. 구성 원소들의 양들은 0.01≤m≤1.5; 0.01≤a≤1.5; 0.01≤b≤1.5; 0.0001≤w≤0.6, 및 0.0001≤z≤0.5와 같은 파라미터들에 의하여 기술될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 니트라이드-계 레드 형광체들은 일반식 MaMbMc(N,D)n:Ez를 가지며, 여기서 Ma는 단지 단일의 이가 원소라기보다는 2 이상의 이가 원소들이다(또는 2 개의 이가 원소가 동시에 이용된다). 2 개의 이가 금속들은, 예를 들어 Ca 및 Sr일 수 있다. 이러한 형광체들의 예시로는 Ca0 .98- xSrxAlSiN3Eu0 .02, Ca0 .98-xSrxAlSiN3Eu0.02, Ca0 .98- xSrxAlSiN3Eu0 .02 및 Ca0 .98- xSrxAlSiN3Eu0 .02가 있으며, 여기서 x는 0 내지 0.98의 범위에 있다. 본 발명의 멀티-칩 공동-여기 실시예들에 사용하기에 적절한 니트라이드-계 레드 형광체(상기 레드 형광체는 도면들에는 도시되지 않음)는 R662로 표시되고, 일반식 Ca0 .97AlSiN3Eu0 .0Cl0 .1을 갖는다.
본 발명의 실시예들에 따라 이용될 수 있는 상업적으로 이용가능한 레드 형광체들은 (Sr,Mg)3(PO4)2:Sn, (Sr,Mg)3(PO4)2:Sn, Zn0 .4Cd0 .6S:Ag, Zn3(PO4)2:Mn2 +, MgSiO3:Mn2+, 및 Mg4(F)(Ge,Sn)O6:Mn2 +을 포함한다. 이들 형광체들은 개략적으로 620 nm보다 큰 파장들에서 방출한다.
공동-여기를 제공하는 LED 칩들
본 발명의 실시예들에서 형광체 패키지에 여기 방사선을 제공하는 LED 칩들은 몇몇 경우에 있어 다양한 In 대 Ga 비 (InxGa1 - xN)를 갖는 인듐 갈륨 나이트라이드(indium gallium nitride)를 기반으로 하며, 여기서 x는 블루 방출 칩들에 대해 대략 0.02에서 대략 0.4까지 가변적이며, x는 그린 방출 칩들에 대해서는 0.4보다 크다. 그린 방출 칩들로부터 블루 방출 칩들을 분리하는 x의 값은 약간 임의적인데, 이는 실제 방출 파장이 중요한 것이지 그것의 칼라에 대한 기술이 중요한 것은 아니기 때문이다(주관적일 수 있음). 그러나, 보다 높은 값의 x는 보다 긴 파장의 여기에 대응된다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 블루 LED 칩들은 아연 셀레나이드(ZnSe)를 기반으로 할 수 있다. 그린 방출 LED 칩들은 갈륨인(GaP), 알루미늄갈륨인듐인(AlGaInP), 및 알루미늄갈륨인(AlGaP) 중 어떠한 물질로도 이루어질 수 있다. 그린 방출 칩들은 InGaN 및 GaN의 혼합체일 수 있다.

Claims (29)

  1. 멀티-칩 여기 소스 및 형광체 패키지를 포함하는 백색광 조명시스템으로서,
    상기 멀티-칩 여기 소스는,
    상기 형광체 패키지에 공동-여기(co-excitation) 방사선을 제공하는 제 1 방사선 소스 - 상기 제 1 방사선 소스는 250 nm 내지 410 nm 범위의 파장들에서 방출함 - ;
    상기 형광체 패키지에 공동-여기 방사선을 제공하는 제 2 방사선 소스 - 상기 제 2 방사선 소스는 410 nm 내지 540 nm 범위의 파장들에서 방출함- ; 및
    상기 제 1 방사선 소스와 상기 제 2 방사선 소스로부터의 공동-여기시, 440 nm 내지 700 nm 범위의 파장들에서 광루미네선스(photoluminescence)를 방출하도록 구성된 형광체 패키지를 포함하고,
    상기 형광체 패키지는, 500 nm 내지 550 nm 범위의 파장들에서 광루미네선스(photoluminescence)를 방출하도록 구성된 하나 이상의 알루미네이트-계 그린 방출 형광체를 포함하는 백색광 조명시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알루미네이트-계 그린 방출 형광체는 일반식 M1-xEuxAlyO1+3y/2 (여기서, M은 Ba, Sr, Ca, Mg, Mn, Zu, Cu, Cd, Sm, 및 Tm으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가 금속들 중 적어도 1 이상이고, 0.1<x<0.9이며, 0.5≤y≤12이다) 로 표시되는 백색광 조명시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 M은 Mg 인 백색광 조명시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 M은 Mg 및 Mn 인 백색광 조명시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체 패키지는 블루 방출 형광체, 옐로우-그린 방출 형광체, 오렌지 방출 형광체, 및 레드 방출 형광체와 그들의 조합들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 1 이상의 형광체를 더 포함하는 백색광 조명시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레드 방출 형광체는 니트라이드-계 레드 방출 형광체인 백색광 조명시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 니트라이드-계 레드 방출 형광체는 일반식 MmMaMb(N,D)n:Zz로 표시되고, 여기서 Mm은 2가 원소이고, Ma은 3가 원소이고, Mb는 4가 원소이고, N은 질소이고, Z는 활성물(activator)이고, D는 할로겐이며, 구성 요소 (m+z):a:b:n의 화학량론(stiochiometry)은 1:1:1:3이고, 형광체는 640 nm보다 큰 피크 방출 파장을 갖는 가시 광선을 방출하도록 구성된 백색광 조명시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 니트라이드-계 레드 방출 형광체는 일반식 MmMaMbD3wN[(2/3)m+z+a+(4/3)b-w]Zz 로 표시되고, 여기서 Mm은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, 및 Hg로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가 원소이고, Ma는 B, Al, Ga, In, Y, Sc, P, As, La, Sm, Sb, 및 Bi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3가 원소이고, Mb는 C, Si, Ge, Sn, Ni, Hf, Mo, W, Cr, Pb, Ti, 및 Zr로 이루어진 그룹으로부터 선택된 4가 원소이고, D는 F, Cl, Br, 및 I으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐이고, Z는 Eu, Ce, Mn, Tb, 및 Sm으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 활성물이며, N은 질소이고; 0.01≤m≤1.5; 0.01≤a≤1.5; 0.01≤b≤1.5; 0.0001≤w≤0.6, 및 0.0001≤z≤0.5인 백색광 조명시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 니트라이드-계 레드 방출 형광체는 일반식 MaMbMc(N,D)n:Ez를 가지며, 여기서 Ma 는 2 이상의 2가 원소들이고, Mb는 3가 원소이고, Mc는 4가 원소이고, N은 질소이고, E는 활성물(activator)이고, D는 할로겐인 백색광 조명시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 Ma 는 Ca 및 Sr의 조합인 백색광 조명시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 니트라이드-계 레드 방출 형광체는 일반식 Ca0.98-xSrxAlSiN3Eu0.02 (여기서 x는 0 내지 0.98의 범위) 인 백색광 조명시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 백색광 조명시스템에 의하여 방출되는 백색광 조명은 90보다 큰 연색지수(CRI)를 갖는 백색광 조명시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 백색광 조명시스템에 의하여 방출되는 백색광 조명은 80보다 큰 연색지수(CRI)를 갖는 백색광 조명시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 백색광 조명시스템에 의하여 방출되는 백색광 조명은 70보다 큰 연색지수(CRI)를 갖는 백색광 조명시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체 패키지에 의하여 방출되는 광루미네선스는 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 적어도 40 % 이상이며, 상기 제 1 방사선 소스 및 상기 제 2 방사선 소스가 기여한 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 부분은 60 %보다 작은 백색광 조명시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체 패키지에 의하여 방출되는 광루미네선스는 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 적어도 50 % 이상이며, 상기 제 1 방사선 소스 및 상기 제 2 방사선 소스가 기여한 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 부분은 50 %보다 작은 백색광 조명시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체 패키지에 의하여 방출되는 광루미네선스는 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 적어도 60 % 이상이며, 상기 제 1 방사선 소스 및 상기 제 2 방사선 소스가 기여한 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 부분은 40 %보다 작은 백색광 조명시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체 패키지에 의하여 방출되는 광루미네선스는 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 적어도 70 % 이상이며, 상기 제 1 방사선 소스 및 상기 제 2 방사선 소스가 기여한 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 부분은 30 %보다 작은 백색광 조명시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체 패키지에 의하여 방출되는 광루미네선스는 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 적어도 80 % 이상이며, 상기 제 1 방사선 소스 및 상기 제 2 방사선 소스가 기여한 상기 백색광 조명에서의 총 파워의 부분은 20 %보다 작은 백색광 조명시스템.
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Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9374876B2 (en) * 2007-08-24 2016-06-21 Martin A. Alpert Multi-chip light emitting diode light device
JP5630663B2 (ja) * 2009-07-07 2014-11-26 シーシーエス株式会社 発光装置
EP2432037B1 (en) 2009-08-26 2019-05-22 Mitsubishi Chemical Corporation Semiconductor white light-emitting device
US9293667B2 (en) * 2010-08-19 2016-03-22 Soraa, Inc. System and method for selected pump LEDs with multiple phosphors
DE102010002332A1 (de) * 2009-11-30 2011-06-01 Ledon Lighting Jennersdorf Gmbh Retrofit LED-Lampe mit warmweissem, insbesondere flammenartigem Weisslicht
KR20110076447A (ko) * 2009-12-29 2011-07-06 삼성전자주식회사 발광 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
US10147850B1 (en) * 2010-02-03 2018-12-04 Soraa, Inc. System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures
TWI406928B (zh) 2010-03-18 2013-09-01 Ind Tech Res Inst 藍光螢光材料、白光發光裝置、及太陽能電池
US8534901B2 (en) 2010-09-13 2013-09-17 Teledyne Reynolds, Inc. Collimating waveguide apparatus and method
US8434924B1 (en) * 2010-11-18 2013-05-07 Google Inc. White light source using two colored LEDs and phosphor
WO2012079221A1 (zh) * 2010-12-14 2012-06-21 海洋王照明科技股份有限公司 卤硅酸盐发光材料及其制备方法
US8608328B2 (en) 2011-05-06 2013-12-17 Teledyne Technologies Incorporated Light source with secondary emitter conversion element
KR101395432B1 (ko) * 2011-07-28 2014-05-14 주식회사 막스 백색 ｌｅｄ 장치
US20140160728A1 (en) * 2011-08-17 2014-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd Light emitting apparatus
JP6189217B2 (ja) * 2011-11-07 2017-08-30 株式会社東芝 白色光源およびそれを用いた白色光源システム
GB2497950A (en) * 2011-12-22 2013-07-03 Sharp Kk Laser and Phosphor Based Light Source for Improved Safety
EP2637224B1 (en) * 2012-03-09 2019-04-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light emitting device, illumination apparatus and system using same
JP2013205661A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Nichia Chem Ind Ltd 表示装置及びこれを用いた表示方法
EP3382755B1 (en) * 2012-04-06 2020-01-08 Signify Holding B.V. White light emitting module
JP2013239272A (ja) * 2012-05-11 2013-11-28 Panasonic Corp 照明装置
US9952442B2 (en) 2012-05-24 2018-04-24 Excelitas Canada, Inc. High brightness solid state illumination system for fluorescence imaging and analysis
US9239133B2 (en) * 2012-05-24 2016-01-19 Excelitas Canada, Inc. High brightness solid state illumination system for fluorescence imaging and analysis
CN103629554B (zh) * 2012-08-21 2016-07-06 展晶科技(深圳)有限公司 照明装置
US10788678B2 (en) 2013-05-17 2020-09-29 Excelitas Canada, Inc. High brightness solid state illumination system for fluorescence imaging and analysis
CN105324859B (zh) * 2013-06-18 2019-06-04 夏普株式会社 光源装置以及发光装置
KR102070096B1 (ko) * 2013-06-27 2020-01-29 삼성전자주식회사 광원 모듈 및 이를 구비하는 조명 장치
US9551468B2 (en) * 2013-12-10 2017-01-24 Gary W. Jones Inverse visible spectrum light and broad spectrum light source for enhanced vision
EP2947484B1 (en) * 2014-05-14 2017-04-05 Philips Lighting Holding B.V. A light emitting device
EP3149108B1 (en) * 2014-09-11 2017-12-20 Philips Lighting Holding B.V. Pc-led module with enhanced white rendering and conversion efficiency
TWI575181B (zh) * 2014-09-26 2017-03-21 艾笛森光電股份有限公司 光線發射模組
US20180231191A1 (en) * 2014-10-01 2018-08-16 Koninklijke Philips N.V. Light source with tunable emission spectrum
CN106796976B (zh) * 2014-10-08 2019-04-19 首尔半导体株式会社 发光装置
JP6520553B2 (ja) * 2014-12-19 2019-05-29 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN104646314A (zh) * 2015-02-02 2015-05-27 南昌大学 一种led芯粒的筛选方法
US10066160B2 (en) 2015-05-01 2018-09-04 Intematix Corporation Solid-state white light generating lighting arrangements including photoluminescence wavelength conversion components
JP2016219519A (ja) * 2015-05-18 2016-12-22 サンケン電気株式会社 発光装置
CN106322225B (zh) * 2015-06-16 2019-05-10 群创光电股份有限公司 显示装置的背光源
US20170014538A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 Juha Rantala LED structure and luminaire for continuous disinfection
GB2556782B (en) 2015-07-30 2021-02-24 Vital Vio Inc Single diode disinfection
US10918747B2 (en) 2015-07-30 2021-02-16 Vital Vio, Inc. Disinfecting lighting device
US10357582B1 (en) 2015-07-30 2019-07-23 Vital Vio, Inc. Disinfecting lighting device
WO2017133459A1 (zh) * 2016-02-03 2017-08-10 欧普照明股份有限公司 光源模组和照明装置
JP6583203B2 (ja) * 2016-09-30 2019-10-02 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
JP7053980B2 (ja) * 2016-11-16 2022-04-13 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN110402494A (zh) * 2017-01-13 2019-11-01 尤哈·兰塔拉 用于持续消毒的led结构和照明器
CN107384372A (zh) * 2017-08-14 2017-11-24 苏州轻光材料科技有限公司 一种led荧光粉组合物
KR102230459B1 (ko) * 2017-09-06 2021-03-23 지엘비텍 주식회사 D50, d65 고연색성 표준 led 발광 모듈 및 조명 장치
US10541353B2 (en) * 2017-11-10 2020-01-21 Cree, Inc. Light emitting devices including narrowband converters for outdoor lighting applications
US10617774B2 (en) 2017-12-01 2020-04-14 Vital Vio, Inc. Cover with disinfecting illuminated surface
US11495716B2 (en) 2018-02-26 2022-11-08 Kyocera Corporation Light-emitting device and illumination apparatus
US10413626B1 (en) 2018-03-29 2019-09-17 Vital Vio, Inc. Multiple light emitter for inactivating microorganisms
US11320100B2 (en) * 2018-12-04 2022-05-03 Signify Holding B.V. Crisp white tuning
US11996500B2 (en) 2018-12-26 2024-05-28 Seoul Viosys Co., Ltd. LED lighting apparatus having additional function
FI130142B (en) 2019-02-26 2023-03-10 Turun Yliopisto Lighting device
US11639897B2 (en) 2019-03-29 2023-05-02 Vyv, Inc. Contamination load sensing device
WO2020210740A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 PixelDisplay Inc. Method and apparatus of a multi-modal illumination and display for improved color rendering, power efficiency, health and eye-safety
US11145793B2 (en) * 2019-05-09 2021-10-12 Lumileds Llc Light emitting diode with high melanopic spectral content
US11541135B2 (en) 2019-06-28 2023-01-03 Vyv, Inc. Multiple band visible light disinfection
WO2021030748A1 (en) 2019-08-15 2021-02-18 Vital Vio, Inc. Devices configured to disinfect interiors
US11878084B2 (en) 2019-09-20 2024-01-23 Vyv, Inc. Disinfecting light emitting subcomponent
US11578840B2 (en) * 2020-03-10 2023-02-14 Seoul Viosys Co., Ltd. Light source module for plant cultivation and light irradiation device including the same
CN116825932A (zh) * 2023-06-25 2023-09-29 江苏博睿光电股份有限公司 一种led器件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128456A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2007142389A (ja) 2005-11-16 2007-06-07 Iled Photoelectronics Inc 三波長持ちｌｅｄの構造
US20070223219A1 (en) * 2005-01-10 2007-09-27 Cree, Inc. Multi-chip light emitting device lamps for providing high-cri warm white light and light fixtures including the same

Family Cites Families (135)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1154215B (de) * 1962-02-08 1963-09-12 Patra Patent Treuhand Anorganischer Leuchtstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
US3290255A (en) * 1963-09-30 1966-12-06 Gen Electric White electroluminescent phosphor
US3593055A (en) * 1969-04-16 1971-07-13 Bell Telephone Labor Inc Electro-luminescent device
US3676668A (en) * 1969-12-29 1972-07-11 Gen Electric Solid state lamp assembly
US3691482A (en) * 1970-01-19 1972-09-12 Bell Telephone Labor Inc Display system
GB1311361A (en) * 1970-02-19 1973-03-28 Ilford Ltd Electrophotographic material
US4104076A (en) * 1970-03-17 1978-08-01 Saint-Gobain Industries Manufacture of novel grey and bronze glasses
US3670193A (en) * 1970-05-14 1972-06-13 Duro Test Corp Electric lamps producing energy in the visible and ultra-violet ranges
NL7017716A (ko) * 1970-12-04 1972-06-06
JPS5026433B1 (ko) * 1970-12-21 1975-09-01
BE786323A (fr) * 1971-07-16 1973-01-15 Eastman Kodak Co Ecran renforcateur et produit radiographique le
JPS48102585A (ko) * 1972-04-04 1973-12-22
US3932881A (en) * 1972-09-05 1976-01-13 Nippon Electric Co., Inc. Electroluminescent device including dichroic and infrared reflecting components
US4081764A (en) * 1972-10-12 1978-03-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Zinc oxide light emitting diode
US3819973A (en) * 1972-11-02 1974-06-25 A Hosford Electroluminescent filament
US3849707A (en) * 1973-03-07 1974-11-19 Ibm PLANAR GaN ELECTROLUMINESCENT DEVICE
US3819974A (en) * 1973-03-12 1974-06-25 D Stevenson Gallium nitride metal-semiconductor junction light emitting diode
DE2314051C3 (de) * 1973-03-21 1978-03-09 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
NL164697C (nl) * 1973-10-05 1981-01-15 Philips Nv Lagedrukkwikdampontladingslamp.
JPS5079379U (ko) 1973-11-24 1975-07-09
DE2509047C3 (de) * 1975-03-01 1980-07-10 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Kunststoffgehäuse für eine Lumineszenzdiode
US4176299A (en) * 1975-10-03 1979-11-27 Westinghouse Electric Corp. Method for efficiently generating white light with good color rendition of illuminated objects
US4176294A (en) * 1975-10-03 1979-11-27 Westinghouse Electric Corp. Method and device for efficiently generating white light with good rendition of illuminated objects
DE2634264A1 (de) * 1976-07-30 1978-02-02 Licentia Gmbh Halbleiter-lumineszenzbauelement
US4211955A (en) * 1978-03-02 1980-07-08 Ray Stephen W Solid state lamp
GB2017409A (en) 1978-03-22 1979-10-03 Bayraktaroglu B Light-emitting diode
US4305019A (en) 1979-12-31 1981-12-08 Westinghouse Electric Corp. Warm-white fluorescent lamp having good efficacy and color rendering and using special phosphor blend as separate undercoat
US4315192A (en) * 1979-12-31 1982-02-09 Westinghouse Electric Corp. Fluorescent lamp using high performance phosphor blend which is protected from color shifts by a very thin overcoat of stable phosphor of similar chromaticity
JPS57174847A (en) 1981-04-22 1982-10-27 Mitsubishi Electric Corp Fluorescent discharge lamp
US4443532A (en) * 1981-07-29 1984-04-17 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Induced crystallographic modification of aromatic compounds
US4667036A (en) * 1983-08-27 1987-05-19 Basf Aktiengesellschaft Concentration of light over a particular area, and novel perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid diimides
US4573766A (en) * 1983-12-19 1986-03-04 Cordis Corporation LED Staggered back lighting panel for LCD module
JPS60147743A (ja) * 1984-01-11 1985-08-03 Mitsubishi Chem Ind Ltd 電子写真用感光体
US4678285A (en) * 1984-01-13 1987-07-07 Ricoh Company, Ltd. Liquid crystal color display device
JPS60170194U (ja) 1984-04-20 1985-11-11 鈴木　悦三 開閉挾持可能なロ−ルペ−パ−ホルダ−
US4772885A (en) * 1984-11-22 1988-09-20 Ricoh Company, Ltd. Liquid crystal color display device
US4638214A (en) * 1985-03-25 1987-01-20 General Electric Company Fluorescent lamp containing aluminate phosphor
JPH086086B2 (ja) * 1985-09-30 1996-01-24 株式会社リコー 白色エレクトロルミネツセンス素子
US4845223A (en) * 1985-12-19 1989-07-04 Basf Aktiengesellschaft Fluorescent aryloxy-substituted perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid diimides
FR2597851B1 (fr) * 1986-04-29 1990-10-26 Centre Nat Rech Scient Nouveaux borates mixtes a base de terres rares, leur preparation et leur application comme luminophores
US4859539A (en) * 1987-03-23 1989-08-22 Eastman Kodak Company Optically brightened polyolefin coated paper support
JPH079998B2 (ja) 1988-01-07 1995-02-01 科学技術庁無機材質研究所長 立方晶窒化ほう素のＰ−ｎ接合型発光素子
JPH0324692Y2 (ko) 1987-08-06 1991-05-29
DE3740280A1 (de) * 1987-11-27 1989-06-01 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von n,n'-dimethyl-perylen-3,4,9,10-tetracarbonsaeurediimid in hochdeckender pigmentform
JPH01260707A (ja) 1988-04-11 1989-10-18 Idec Izumi Corp 白色発光装置
JPH0291980A (ja) 1988-09-29 1990-03-30 Toshiba Lighting & Technol Corp 固体発光素子
US4915478A (en) * 1988-10-05 1990-04-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low power liquid crystal display backlight
JPH0799345B2 (ja) 1988-10-31 1995-10-25 防衛庁技術研究本部長 水温プロファイルデータ生成方法及びその装置
US4918497A (en) * 1988-12-14 1990-04-17 Cree Research, Inc. Blue light emitting diode formed in silicon carbide
JPH0291980U (ko) 1988-12-29 1990-07-20
US5126214A (en) * 1989-03-15 1992-06-30 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Electroluminescent element
US4992704A (en) * 1989-04-17 1991-02-12 Basic Electronics, Inc. Variable color light emitting diode
DE3926564A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-14 Hoechst Ag Neue pigmentzubereitungen auf basis von perylenverbindungen
WO1991008508A1 (en) 1989-11-24 1991-06-13 Innovare Limited A display device
DE4006396A1 (de) * 1990-03-01 1991-09-05 Bayer Ag Fluoreszierend eingefaerbte polymeremulsionen
US5210051A (en) * 1990-03-27 1993-05-11 Cree Research, Inc. High efficiency light emitting diodes from bipolar gallium nitride
JPH087614Y2 (ja) 1990-05-08 1996-03-04 中部電力株式会社 ワイヤキャップ
US5077161A (en) 1990-05-31 1991-12-31 Xerox Corporation Imaging members with bichromophoric bisazo perylene photoconductive materials
GB9022343D0 (en) * 1990-10-15 1990-11-28 Emi Plc Thorn Improvements in or relating to light sources
JP2593960B2 (ja) * 1990-11-29 1997-03-26 シャープ株式会社 化合物半導体発光素子とその製造方法
JPH04289691A (ja) 1990-12-07 1992-10-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd Ｅｌ発光体
US5166761A (en) * 1991-04-01 1992-11-24 Midwest Research Institute Tunnel junction multiple wavelength light-emitting diodes
JP2791448B2 (ja) 1991-04-19 1998-08-27 日亜化学工業 株式会社 発光ダイオード
JP2666228B2 (ja) * 1991-10-30 1997-10-22 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US5143433A (en) * 1991-11-01 1992-09-01 Litton Systems Canada Limited Night vision backlighting system for liquid crystal displays
ES2101132T3 (es) * 1991-11-12 1997-07-01 Eastman Chem Co Concentrados de pigmentos fluorescentes.
GB9124444D0 (en) * 1991-11-18 1992-01-08 Black Box Vision Limited Display device
JPH05152609A (ja) 1991-11-25 1993-06-18 Nichia Chem Ind Ltd 発光ダイオード
US5208462A (en) * 1991-12-19 1993-05-04 Allied-Signal Inc. Wide bandwidth solid state optical source
US5211467A (en) * 1992-01-07 1993-05-18 Rockwell International Corporation Fluorescent lighting system
JPH05304318A (ja) * 1992-02-06 1993-11-16 Rohm Co Ltd 発光素子アレイ基板
US6137217A (en) * 1992-08-28 2000-10-24 Gte Products Corporation Fluorescent lamp with improved phosphor blend
US5578839A (en) * 1992-11-20 1996-11-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device
JP2809951B2 (ja) * 1992-12-17 1998-10-15 株式会社東芝 半導体発光装置とその製造方法
US5518808A (en) * 1992-12-18 1996-05-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Luminescent materials prepared by coating luminescent compositions onto substrate particles
JPH06267301A (ja) 1993-03-15 1994-09-22 Olympus Optical Co Ltd 有機ホトルミネッセンス素子
WO1994022974A1 (en) 1993-03-26 1994-10-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Organic electroluminescent elements
US5557168A (en) * 1993-04-02 1996-09-17 Okaya Electric Industries Co., Ltd. Gas-discharging type display device and a method of manufacturing
US5677417A (en) * 1993-05-04 1997-10-14 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Tetraaroxyperylene-3,4,9,10-tetracarboxylic polyimides
US5405709A (en) * 1993-09-13 1995-04-11 Eastman Kodak Company White light emitting internal junction organic electroluminescent device
JPH0784252A (ja) * 1993-09-16 1995-03-31 Sharp Corp 液晶表示装置
DE69431333T2 (de) * 1993-10-08 2003-07-31 Mitsubishi Cable Ind Ltd GaN-Einkristall
JPH07176794A (ja) 1993-12-17 1995-07-14 Nichia Chem Ind Ltd 面状光源
US5679152A (en) * 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
JPH07235207A (ja) 1994-02-21 1995-09-05 Copal Co Ltd バックライト
JP2596709B2 (ja) * 1994-04-06 1997-04-02 都築 省吾 半導体レーザ素子を用いた照明用光源装置
US5771039A (en) * 1994-06-06 1998-06-23 Ditzik; Richard J. Direct view display device integration techniques
US5777350A (en) * 1994-12-02 1998-07-07 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor light-emitting device
US5660461A (en) * 1994-12-08 1997-08-26 Quantum Devices, Inc. Arrays of optoelectronic devices and method of making same
US5585640A (en) 1995-01-11 1996-12-17 Huston; Alan L. Glass matrix doped with activated luminescent nanocrystalline particles
JPH08250281A (ja) 1995-03-08 1996-09-27 Olympus Optical Co Ltd 発光素子及び表示装置
US5583349A (en) 1995-11-02 1996-12-10 Motorola Full color light emitting diode display
US6600175B1 (en) * 1996-03-26 2003-07-29 Advanced Technology Materials, Inc. Solid state white light emitter and display using same
US20040239243A1 (en) * 1996-06-13 2004-12-02 Roberts John K. Light emitting assembly
US7014336B1 (en) * 1999-11-18 2006-03-21 Color Kinetics Incorporated Systems and methods for generating and modulating illumination conditions
US5962971A (en) * 1997-08-29 1999-10-05 Chen; Hsing LED structure with ultraviolet-light emission chip and multilayered resins to generate various colored lights
US6340824B1 (en) * 1997-09-01 2002-01-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device including a fluorescent material
JP2900928B2 (ja) 1997-10-20 1999-06-02 日亜化学工業株式会社 発光ダイオード
US5959316A (en) * 1998-09-01 1999-09-28 Hewlett-Packard Company Multiple encapsulation of phosphor-LED devices
JP4010665B2 (ja) 1998-09-08 2007-11-21 三洋電機株式会社 太陽電池モジュールの取付方法
JP4010666B2 (ja) 1998-09-11 2007-11-21 三洋電機株式会社 太陽光発電装置
US6680569B2 (en) * 1999-02-18 2004-01-20 Lumileds Lighting U.S. Llc Red-deficiency compensating phosphor light emitting device
US6504301B1 (en) * 1999-09-03 2003-01-07 Lumileds Lighting, U.S., Llc Non-incandescent lightbulb package using light emitting diodes
EP1104799A1 (en) * 1999-11-30 2001-06-06 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Red emitting luminescent material
US6577073B2 (en) * 2000-05-31 2003-06-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Led lamp
JP4077170B2 (ja) * 2000-09-21 2008-04-16 シャープ株式会社 半導体発光装置
JP5110744B2 (ja) * 2000-12-21 2012-12-26 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 発光装置及びその製造方法
US6642652B2 (en) * 2001-06-11 2003-11-04 Lumileds Lighting U.S., Llc Phosphor-converted light emitting device
US6576488B2 (en) * 2001-06-11 2003-06-10 Lumileds Lighting U.S., Llc Using electrophoresis to produce a conformally coated phosphor-converted light emitting semiconductor
US7153015B2 (en) 2001-12-31 2006-12-26 Innovations In Optics, Inc. Led white light optical system
AU2003221442A1 (en) * 2002-03-22 2003-10-08 Nichia Corporation Nitride phosphor and method for preparation thereof, and light emitting device
CN100405620C (zh) * 2002-06-13 2008-07-23 美商克立股份有限公司 饱和型磷光体固态发射器
ATE448571T1 (de) * 2002-08-30 2009-11-15 Lumination Llc Geschichtete led mit verbessertem wirkungsgrad
WO2004053341A2 (en) 2002-12-11 2004-06-24 Cobra Fixations Cie Ltée - Cobra Anchors Co. Ltd Anchor for hollow walls
US7005679B2 (en) * 2003-05-01 2006-02-28 Cree, Inc. Multiple component solid state white light
US6869812B1 (en) * 2003-05-13 2005-03-22 Heng Liu High power AllnGaN based multi-chip light emitting diode
JP4321280B2 (ja) 2004-01-29 2009-08-26 トヨタ自動車株式会社 バイフューエルエンジンの始動制御方法並びに停止制御方法
KR100655894B1 (ko) * 2004-05-06 2006-12-08 서울옵토디바이스주식회사 색온도 및 연색성이 우수한 파장변환 발광장치
US7575697B2 (en) * 2004-08-04 2009-08-18 Intematix Corporation Silicate-based green phosphors
US7267787B2 (en) * 2004-08-04 2007-09-11 Intematix Corporation Phosphor systems for a white light emitting diode (LED)
US7311858B2 (en) 2004-08-04 2007-12-25 Intematix Corporation Silicate-based yellow-green phosphors
JP4524470B2 (ja) 2004-08-20 2010-08-18 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 蛍光体およびその製造方法、並びに当該蛍光体を用いた光源
US7476338B2 (en) * 2004-08-27 2009-01-13 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Phosphor and manufacturing method for the same, and light source
US20060067073A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Chu-Chi Ting White led device
US7564180B2 (en) * 2005-01-10 2009-07-21 Cree, Inc. Light emission device and method utilizing multiple emitters and multiple phosphors
US7541728B2 (en) * 2005-01-14 2009-06-02 Intematix Corporation Display device with aluminate-based green phosphors
JP2008541477A (ja) 2005-05-20 2008-11-20 クリー， インコーポレイティッド 高効率の白色発光ダイオード
JP4770319B2 (ja) * 2005-08-04 2011-09-14 日亜化学工業株式会社 蛍光体及び発光装置
US7937865B2 (en) * 2006-03-08 2011-05-10 Intematix Corporation Light emitting sign and display surface therefor
US8513875B2 (en) * 2006-04-18 2013-08-20 Cree, Inc. Lighting device and lighting method
US8035287B2 (en) 2006-04-25 2011-10-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fluorescent lighting creating white light
KR100771772B1 (ko) 2006-08-25 2007-10-30 삼성전기주식회사 백색 ｌｅｄ 모듈
KR100835063B1 (ko) * 2006-10-02 2008-06-03 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ를 이용한 면광원 발광장치
KR101446366B1 (ko) * 2006-12-07 2014-10-02 크리, 인코포레이티드 조명 장치 및 조명 방법
US20080203900A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Farn Hin Chen LED White Source with Improved Color Rendering

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128456A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
US20070223219A1 (en) * 2005-01-10 2007-09-27 Cree, Inc. Multi-chip light emitting device lamps for providing high-cri warm white light and light fixtures including the same
JP2007142389A (ja) 2005-11-16 2007-06-07 Iled Photoelectronics Inc 三波長持ちｌｅｄの構造

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