KR102483038B1 - Lag, 질화물, 및 pfs 형광체를 사용한 향상된 컬러 선호도 led 광원 - Google Patents
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Abstract
몇몇 실시형태에 따르면, 복합 광원은, 약 400 나노미터(nm) 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원; 적어도 하나의 LAG 형광체; 적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터를 포함하는데, 복합 광원은 적어도 120의 조명 선호도 지수(LPI)를 갖는다. 다양한 다른 양태가 제공된다.
Description
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은, 2014년 9월 9일자로 출원된 발명의 명칭이 "Enhanced Color-Preference Light Sources"(GE 관리번호 271590-2 WO)인 공동 소유의 PCT 국제 출원 제PCT/US2014/054868호로부터의 우선권의 이익을 주장하며, 이 국제 출원의 일부 계속 출원인데, 상기 국제 출원은 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
발명의 분야
본 개시는 일반적으로 사람 관찰자가 향상된 컬러 선호도(color preference)를 지각하도록(perceive) 하는 향상된 컬러 스펙트럼 특성을 갖는 광을 방출하는 광원을 제공하는 것에 관련된다.
reveal®은, 개량되지 않은(unmodified) 백열 또는 할로겐 광원에 비해, 향상된 레드-그린 컬러 콘트라스트 조명 특성 및 향상된 백색도(whiteness)를 갖는 광원, 예컨대 전구를 지칭하기 위해 General Electric Company에 의해 사용되는 상표 등록된 용어이다. reveal® 백열 및 할로겐 전구는, 필라멘트에 의해 방출되는 광의 전면에, 옐로우 광 중 일부를 흡수하는 특정 타입의 글래스(예를 들면, 네오디뮴(Nd) 산화물로 채워진 글래스)를 배치하는 것에 의해 광을 필터링한다. Nd 산화물로 채워진 글래스는 컬러 스펙트럼의 옐로우 영역에서 "오목부(depression)"를 야기하며, 따라서 이 광 하에서 관찰되는 오브젝트, 특히, 집의 방 안의 사람과 같은 관찰자에 의해 쉽게 대비되는(contrasted) 레드 및 그린 오브젝트는 향상된 컬러 콘트라스트를 갖게 된다. 필터를 통한 약간의 옐로우 광의 제거는 또한, 1931 국제 조명 위원회(International Commission of Illumination)(Commission Internationale de 
, 또는 CIE) 컬러 다이어그램 상의 색도(chromaticity)의 위치를 흑체 궤적(blackbody locus) 약간 아래의 포인트로 시프트하는데, 이것은 대부분의 관찰자에게 더 하얀 광의 인상(impression)을 일반적으로 생성한다.
옐로우 광의 유의성(significance) 및 그것이 컬러의 지각(perception)에 어떻게 영향을 미치는지가 도 1a 내지 도 1c에서 예시된다. 도 1a는, 표준 관찰자의 색 응답(chromatic response)을 나타내는 XYZ 3자극 값(tristimulus value)으로 알려진 세 개의 등색 함수(color matching function)의 그래프를 제공한다. 오브젝트의 지각된 컬러는, 조명 소스 스펙트럼, 오브젝트의 반사율 스펙트럼(reflectance spectrum), 및 삼차원 등색 함수의 곱에 의해 결정된다. 이들 함수는 사람 눈의 광수용체(photoreceptor)의 응답에 관련되며, 블루(102), 그린(104), 및 레드(106) 광의 지각으로서 생각될 수 있다. 도 1b는 블루(132), 그린(134), 및 레드(136) 응답에 대한 등색 함수와의 표준 백열 스펙트럼의 곱에 대한 그래프를 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, 그린(134) 및 레드(136) 성분은 상당히 중첩하고 피크는 34 nm만큼만 분리되어 있다. 도 1c는 블루(162), 그린(164), 및 레드(166) 응답에 대한 등색 함수와의 reveal® 백열 스펙트럼의 곱에 대한 그래프를 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, 그린(164) 및 레드(166) 성분은, 도 1b의 레드 및 그린 성분과 비교하여, 53 nm의 피크 분리를 가지면서 더 멀리 떨어져 있다. 이 분리는, 관찰자가 더 큰 콘트라스트를 가지고 레드와 그린을 더 쉽게 구별하는 것을 허용하고 옐로우 광이 억제될 때 더 포화된 현시(saturated appearance)로 나타나게 된다.
스펙트럼적으로 향상된 조명 제품이 수십 년의 상업적 성공을 만끽하고 있다. 전통적인 컬러 품질 메트릭 또는 종래의 측정은 이러한 향상된 조명 제품을 보상하지 못할 수도 있지만, 그럼에도 불구하고, 소비자는, 종종, 향상된 조명 제품의 변경되지 않은 대응품보다 향상된 조명 제품을 선호한다. 고체 상태 조명(solid-state lighting; SSL)의 출현, 특히 발광 다이오드(light-emitting diode; LED) 스펙트럼의 커스텀화가능성(customizability) 때문에, 현재의 메트릭은 LED 제품의 품질을 평가하고 반영하기에는 불충분하다는 것이 명확해졌다. SSL 광원, 예를 들면, LED 또는 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; OLED)는 반도체, 예를 들면, 블루 또는 레드 또는 다른 컬러의 LED로부터 직접적으로 광을 생성할 수 있다. 대안적으로, 형광체(phosphor) 또는 퀀텀닷(quantum dot) 또는 다른 에너지 변환 재료와 같은 다운컨버터에 의한, SSL, 예를 들면, 블루 또는 바이올렛 LED로부터의 고에너지 광의 변환에 의해 광이 생성될 수도 있다. 반도체에 대한 피크 방출 파장의 범위, 및 다운컨버터의 방출의 피크 및 폭의 범위는, 최근의 기술적 개발에 의해, 가시 파장(약 380 nm 내지 약 750 nm) 전체에 걸친 거의 연속하는 범위를 포괄하도록 확장되었는데, 그 결과 관찰자에 대한 컬러 선호도를 향상시키기 위해 가시 스펙트럼을 재단함에 있어서 폭넓은 유연성이 가능하게 되었다.
거의 반세기 동안, 연색 지수(color rendering index; CRI)는 광원의 컬러 품질을 전달하는 주요 방법이었다. 그러나, 그 유효성은, 그 계산 방법으로 인해, 특히, LED에서 종종 볼 수 있는, 파장과 대비하여 급격한 경사를 포함하는 스펙트럼 파워 분포(spectral power distributions; SPD)를 다룰 때 본질적으로 제한된다. CRI의 단점은 충분히 문서화되어 있으며, 아주 다양한 대안적인 메트릭이 제안되어 있다. 그러나, 대안적인 컬러 품질 메트릭은 조명 제품의 소비자 선호도를 정확하게 정량화하기 위해 노력하고 있다. Houser와 동료들은, 저자 K.W. Houser, M. Wei, A. David, M.R. Krames, 및 X.S. Shen의 Optics Express, volume 21, #8, 10393-10411 (2013)의 "Review of measures for light-source color rendition and considerations for a two-measure system for characterizing color rendition"에서 개발된 다양한 컬러 품질 메트릭의 대부분의 상세한 고찰 및 비교를 제공한다. 일반적으로, 다양한 메트릭은, 그들의 의도 및 계산 방법에 관한 세 개의 폭넓은 카테고리: 충실도(fidelity), 차별성(discrimination), 선호도(preference)로 분할될 수 있다. CRI를 포함하는 충실도 메트릭은, 테스트 발광체(illuminant)가 기준 발광체보다 더 좋은 것으로 지각되는지 또는 더 나쁜 것으로 지각되는지의 여부에 무관하게, 그리고 기준 발광체가 대부분의 관찰자에 의해 실제 선호되는지의 여부에 대한 고려 없이, 기준 발광체와의 절대 차이를 정량화한다. 차별성 메트릭은, 테스트 발광체 하에서 렌더링될 수 있는 컬러 공간의 전체 영역을 정량화하고, 채도(saturation) 및 색조(hue) 왜곡의 극치 레벨(extreme level)에서 최대화된다. 현존하는 컬러 선호도 메트릭은 유저 컬러 선호도의 정량적 척도(quantitative measure)를 제공하기 위해 개발되었지만, 그러나 어느 것도, 광원의 최적화를 가능하게 하는 목표 값과 함께, 관찰자 데이터에 대한 충분한 상관관계를 제공하지 않으며; 따라서 메트릭은 설계 최적화에서 목표 파라미터로서 사용될 수도 없다.
일반적으로, 관찰자는, 컬러를 더 돋보이게 하는 향상된 레벨의 채도를 선호한다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 하이 레벨의 채도, 또는 색조에서의 시프트는, 컬러 및 오브젝트의 자연스럽지 못한 렌더링으로 나타날 수 있다. 예를 들면, 둘 다 차별성 메트릭인 색역 영역 지수(Gamut Area Index; GAI) 및 색역 영역 스케일(Gamut Area Scale; Qg)은, 컬러 채도의 어느 한계까지 관찰자 선호도와 아주 양호한 상관관계를 제공하는데, 그 한계를 넘어서면, GAI 및 Qg는 계속 증가하지만, 관찰자 선호도는 급격하게 감소한다. 따라서, GAI 또는 Qg와 같은 컬러 채도 메트릭을 관찰자 선호도와 더 잘 정렬시키기 위해서는, 컬러 채도 메트릭에 대해 약간의 조정이 필요할 수도 있는 것처럼 보인다. 게다가, 관찰자는 또한, 컬러 채도와는 어느 정도 무관하게, 완전복사체(Planckian)(흑체) 궤적(locus)에 대한 발광체의 컬러 포인트에 의해 구동되는, 더 백색처럼 보이는 광원을 선호하는 경향이 있다. 조명 업계에서 일반적으로 인식되고 있는 바와 같이, 컬러 선호도는 임의의 단일의 현존하는 컬러 메트릭(color metric)에 의해 충분히 정량화될 수 없다. 두 개 이상의 메트릭을 결합하여 컬러 선호도를 더 잘 설명하기 위한 몇몇 시도가 최근에 발표되었다. 그러나, 충분히 정량적인 엄밀함으로 컬러 선호도를 정의하여 스펙트럼의 수치적 재단에 의해 광원의 컬러 선호도의 최적화를 가능하게 하는 컬러 선호도 메트릭을 누구도 제안한 것처럼 보이지는 않는다. 현존하는 컬러 선호도 메트릭이 정량적이더라도, 각각은 어떤 점에서 제한되어, 통상적인 관찰자에 대한 최적의 컬러 선호도를 달성하기 위한 광원 또는 스펙트럼을 설계할 때, 최적화 파라미터로서의 그들의 용도를 제한하게 된다.
컬러 선호도 카테고리에서 더 널리 공지된 메트릭 중 몇몇은 플래터리 지수(Flattery Index; Rf), 컬러 선호도 지수(Color Preference Index; CPI), 및 메모리 연색성 지수(Memory Color Rendering Index; MCRI)를 포함한다. 이들 메트릭 세 개 모두 여덟 개 내지 열 개의 테스트 컬러 샘플의 색도 좌표(chromaticity coordinate)에 대해 "이상적인" 구성을 가지며, 각각은 이들 목표 값으로부터의 편차를 정량화한다. 플래터리 지수는 선호도를 목표로 하는 제1 메트릭이었고 동일하지 않은 가중치(unequal weighting)를 갖는 열 개의 컬러 샘플을 사용하였다. 그러나, 연색 지수(CRI)와의 유사성을 유지하기 위해, 목표 색도 시프트는, 그들의 실험 값의 1/5로 감소되어, 컬러 선호도에 대한 관찰자 응답과의 자신의 상관을 크게 감소시켰다. CPI는 선호하는 색도 시프트에 대한 실험값을 유지하였고, 컬러 선호도의 더 나은 표현으로 나타났다. 그러나, CPI는 테스트 컬러 샘플의 자신의 선택에서 아주 제한되었고, 동일한 여덟 개의 포화되지 않은 테스트 컬러를 CRI로서 사용하였다. 포화되지 않은(파스텔) 테스트 컬러는 고도로 포화된 광원의 영향력을 평가할 수 없을 수도 있다. MCRI는 단지 열 개의 컬러의 친숙한 오브젝트의 이상적인 색도 구성을 정의하기 위해 관찰자의 기억(memory)을 사용한다. 또한, 상기 메트릭 중 어느 것도 테스트 소스의 "백색도", 또는 컬러 포인트를 고려하지 않는다. 이 점에 대해, 저자 J.P. Freyssinier 및 M.S. Rea는, Journal of Light and Visual Environment, volume 37, #2&3, pp. 46-50 (2013)의 "Class A color designation for light sources used in general illumination"에서, "클래스 A 조명"에 대한 일련의 기준을 추천했는데, 이들은 CRI (>80), GAI (80-100), 컬러 포인트("백색" 라인 근처)에 대해 제한을 부과한다. 이들 조건이 추천된 설계 공간을 정의하지만, 식별된 최적의 값이 존재하지 않고, 세 개의 특성의 가중치가 추천되지 않았기 때문에, 이들은 컬러 선호도를 최대화하는 스펙트럼 또는 광원을 규정하도록 정량적으로 최적화될 수 없다.
LED 및 LED 기반 디바이스와 같은 고체 상태 조명 기술은, 백열 램프와 비교될 때 종종 우수한 성능을 갖는다. 이 성능은 램프의 유용한 수명, 램프 효율(와트당 루멘), 컬러 온도와 컬러 충실도, 및 다른 파라미터에 의해 정량화될 수 있다. 향상된 컬러 선호도 품질을 또한 제공하는 LED 조명 장치를 만들고 사용하는 것이 바람직할 수도 있다.
광원에 의해 방출되는 스펙트럼으로부터 옐로우 광의 일부를 흡수하기 위해 Nd 도핑 글래스를 활용하는 백열, 할로겐, 및 LED 램프를 포함하는 상업용 램프 타입은, Nd 흡수가 없는 그들의 대응품 램프에 비해, 컬러 선호도를 향상시킬 수도 있다. GE Lighting 및 몇몇 다른 제조업자는 이들 세 타입의 각각의 제품을 가지고 있다. GE Lighting 제품은 reveal® 브랜드명을 가지고 있다.
컴팩트 형광(compact fluorescent; CFL) 램프, 직관 형광(linear fluorescent; LFL) 램프, 및 LED 램프에 대한 형광체의 몇몇 특수한 제제(formulation)는, 표준 형광체를 활용하는 그들의 대응품 램프에 비해, 컬러 선호도를 향상시키는 것으로 알려져 있다. GE Lighting은, 역시 reveal® 브랜드명 하에서, 처음 두 타입의 각각의 제품을 가지고 있다. 세 번째 타입의 LED 광원은, 예를 들면, 식료품점 응용분야에서 정육, 야채, 및 농산물(예를 들면, 과일)의 컬러를 향상시키는 것으로 알려져 있다.
이들 현존하는 광원의 각각은, 컬러 선호도를 향상시키기 위해, 광원에 의해 방출되는 옐로우 광의 양을 감소시키는 커스텀화된 형광체, 또는 Nd 도핑 글래스 중 어느 하나를 활용하였다. 그러나, 이들 제품 중 어느 것도, GE Lighting reveal® 백열 제품, 및 다른 현존하는 제품의 것을 초과하는 컬러 선호도의 레벨을 달성하지 못한다. 이들 현존하는 광원에서의 Nd 필터는 통상적으로 Nd2O3 도핑된 글래스로 구성될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 옐로우 필터는, Nd의 또는 디디뮴(Didymium)(프라세오디뮴(praseodymium) 및 Nd의 혼합물)의 여러 다른 화합물 또는 다른 매트릭스 호스트 재료, 예를 들면 글래스, 크리스탈, 폴리머, 또는 다른 재료에 임베딩되는, 옐로우 광을 우선적으로 흡수하는 다른 희토류(rare earths) 중 하나로 구성될 수도 있거나; 또는 옐로우 범위의 파장에서 우선적으로 흡수하는 글래스 상의 몇몇 다른 도펀트 또는 코팅에 의해 구성될 수도 있거나; 또는 옐로우 흡수체를 수용하는 글래스 또는 폴리머 또는 금속 또는 임의의 다른 재료일 수도 있는, 반사체 또는 디퓨저 또는 렌즈와 같은, 램프 또는 조명 시스템의 광학적으로 활성인 컴포넌트 중 임의의 것으로의 임의의 옐로우 흡수체의 첨가에 의해, 구성될 수도 있다. 옐로우 흡수의 정확한 피크 파장 및 폭은, 특정한 Nd 또는 희토류 화합물 및 호스트 재료에 따라 변할 수도 있지만, Nd, 디디뮴 및 다른 희토류 화합물 및 호스트 재료의 많은 조합은, 몇몇 다른 옐로우 필터가 그런 것처럼, Nd2O3 도핑 글래스의 조합에 대한 대체제로서 적합할 수도 있다. Nd 또는 다른 옐로우 필터는 광원을 둘러싸는 돔(dome)의 형상일 수도 있거나, 또는 광원을 둘러싸는 임의의 다른 기하학적 모양일 수도 있어서, 옐로우 범위의 파장 내의 대부분의 또는 모든 광은 필터를 통과하게 된다.
하나의 실시형태에서, 복합 광원은, 약 400 나노미터(nm) 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원; 적어도 하나의 LAG 형광체; 적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터(narrow red down-converter)(즉, 폭이 좁은 대역의 레드 발광 다운컨버터(narrow-band red-emitting down-converter))를 포함하는데; 복합 광원은 적어도 120의 조명 선호도 지수(Lighting Preference Index; LPI)를 갖는다.
다른 실시형태에서, 복합 광원은 약 400 나노미터(nm) 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원; 적어도 하나의 LAG 형광체; 적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터를 포함하는데; 복합 광원의 컬러 현시는 
로서 나타나고, 여기서 Duv는 복합 광원의 백색도의 척도이고 DomLAG는 적어도 하나의 LAG 형광체의 주 파장(dominant wavelength)이다.
또 다른 실시형태에서, 복합 광원은, 약 400 나노미터(nm) 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원; 적어도 하나의 LAG 형광체; 적어도 하나의 폭이 넓은 레드 다운컨버터(broad red down-converter)(즉, 폭이 넓은 대역의 레드 발광 다운컨버터(broad-band red-emitting down-converter))를 포함하는데; 복합 광원은 적어도 120의 조명 선호도 지수(LPI)를 갖는다.
다른 실시형태에서, 복합 광원은, 약 400 나노미터(nm) 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원; 적어도 하나의 LAG 형광체; 적어도 하나의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체를 포함하는데; 복합 광원의 컬러 현시는 
로서 표현되고, 여기서 Duv는 복합 광원의 백색도의 척도이고, PeakNit는 적어도 하나의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 피크 파장이고, DomLAG는 적어도 하나의 LAG 형광체의 주 파장이다.
여전히 다른 실시형태에서, 복합 광원은, 약 400 나노미터(nm) 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원; 적어도 하나의 LAG 형광체; 적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터; 적어도 하나의 폭이 넓은 레드 다운컨버터를 포함하는데; 복합 광원은 적어도 120의 조명 선호도 지수(LPI)를 갖는다.
몇몇 실시형태의 특징 및 이점, 및 그 특징 및 이점이 달성되는 방식은, 예시적인 실시형태(반드시 동일 축척은 아님)를 예시하는 첨부의 도면과 연계하여 취해지는 하기의 상세한 설명을 참조로 보다 쉽게 명확해질 것인데, 도면에서,
도 1a는, 표준 관찰자의 색 응답을 나타내는 XYZ 3자극 값인 세 개의 등색 함수의 그래프를 제공한다.
도 1b는, 표준 백열 램프에 대한 스펙트럼과의 세 개의 등색 함수의 곱의 그래프를 예시한다.
도 1c는, reveal®백열 램프에 대한 스펙트럼과의 세 개의 등색 함수의 곱의 그래프를 예시한다.
도 2는 각각의 LED 시스템을 선택한 관찰자의 비율을 나타내는 차트를 예시한다.
도 3은 "화이트 라인(White Line)"(가끔은 "백체(white-body) 곡선" 또는 "백체 궤적"으로도 칭해짐)의 그래프 및 흑체 곡선(또는 흑체 궤적(blackbody locus), 또는 BBL)의 그래프를 예시한다.
도 4a는, 컬러에 대한 먼셀(Munsell) 분류 시스템에서 규정되는 바와 같은, a*-b* 색도 평면(chromaticity plane)에서의 색조의 10개의 메인 카테고리를 예시한다.
도 4b는 각각의 연색성 벡터(Color Rendering Vector)를 포함하는 a*-b* 색도 평면에서의 반경 방향 성분(radial component) 및 방위각 성분(azimuthal component)을 예시한다.
도 4c는 네오디뮴 백열 램프에 대한 먼셀 값 5에서의 연색성 벡터(Color Rendering Vector; CRV)를 예시한다.
도 5는 백열 또는 할로겐 광원을 예시한다.
도 6a는, 흑체 광원과 도 5의 백열 광원의 상대적인 광 출력 대 파장(또는 스펙트럼 파워 분포(spectral power distribution; SPD))의 그래프를 예시한다.
도 6b는 백열 광원의 SPD의 플롯, 및 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯을 포함하는 그래프를 예시한다.
도 7a는 하나 이상의 LED를 포함하는 reveal® 타입의 LED 광원을 예시한다.
도 7b는 도 7a의 광원의 분해도이다.
도 8은, YAG 형광체 및 레드 형광체를 각각 여기시키는 다수의 블루 LED를 포함하는 온백색(warm-white) LED 램프의 SPD의 플롯, 및 도 7a의 reveal® 타입의 LED 광원의 SPD의 플롯을 포함하는 그래프를 예시한다.
도 9는 reveal® 타입의 컴팩트 형광(CFL) 광원을 예시한다.
도 10은, 도 9의 reveal® 타입의 CFL 광원의 스펙트럼 파워 분포(SPD)의 플롯, 및 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯을 포함하는 그래프를 예시한다.
도 11은, 옐로우 파장 범위에서 오목부를 생성하도록 충분히 분리된 피크 파장을 갖는 그린 및 레드 형광체를 구비하는 알려진 광원의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 12는 종래 기술로부터의 LED 광원의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 13은, 몇몇 실시형태에 따른, 광원의 블루 LED의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 14는, 몇몇 실시형태에 따른, 네 개의 상이한 그린(G) 또는 옐로우-그린(YG) LAG 형광체의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 15는, 몇몇 실시형태에 따른, 네 개의 상이한 폭이 넓은 레드(broad red; BR) 질화물 형광체의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 16은, 몇몇 실시형태에 따른, 폭이 좁은 레드(narrow red; NR) 형광체의 방출 스펙트럼을 예시한다.
도 17a는, 몇몇 실시형태에 따른, CIE 표준 발광체 D65, 도 14의 G 또는 YG 형광체 LAG1의 컬러 포인트, 및 LAG1의 결과적으로 나타나는 주 파장의 스펙트럼 궤적(CIE 컬러 공간의 둘레) 상에서의 포인트의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 17b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 13의 블루 LED, 도 14의 네 개의 G 또는 YG LAG 형광체, 및 도 16의 NR 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 17c는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 13의 블루 LED, 도 14의 네 개의 G 또는 YG LAG 형광체, 및 도 15의 네 개의 상이한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 18a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 14의 네 개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의, 그리고 또한 네 개의 G 또는 YG LAG 형광체의 각각의 변형체(modification)의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시하는데, 여기서 피크 파장은 +10 nm, +5 nm, -5 nm, 및 -10 nm만큼 시프트되어, 시스템적으로 파라미터화된 광범위하고 상이한 G 또는 YG LAG 형광체를 나타내는 총 20 SPD를 제공한다.
도 18b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 18a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 G 또는 YG LAG 형광체의, 그리고 또한 14개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 19a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 15의 네 개의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의, 그리고 또한 네 개의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 각각의 변형체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시하는데, 피크 파장은 +10 nm, +5 nm, -5 nm, -10 nm만큼 시프트되어, 시스템적으로 파라미터화된 광범위하고 상이한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체를 나타내는 총 20 SPD를 제공한다.
도 19b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 19a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의, 그리고 또한 14개의 현재 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 20은, 몇몇 실시형태에 따른, 도 18a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 파장과 주 파장 사이의 관계를 예시한다.
도 21은, 몇몇 실시형태에 따른, 도 19a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 피크 파장과 주 파장 사이의 관계를 예시한다.
도 22a는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 의해 정량화되는 바와 같은, 2700 K에서의 BBL에 대한, CIE 1960 u-v 컬러 공간에서의 광원의 컬러 포인트의 위치에 대비한 조명 선호도 지수(LPI)의 등고선 플롯(contour plot)을 예시한다.
도 22b는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 의해 정량화되는 바와 같은, 3000 K에서의 BBL에 대한, CIE 1960 u-v 컬러 공간에서의 광원의 컬러 포인트의 위치에 대비한 LPI의 등고선 플롯을 예시한다.
도 23은, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, 도 22a로부터의 LPI 응답의 등고선 플롯 상에 중첩되는, G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장에 의해, 그리고 Duv에 의해 표현되는 별개의 런(run)을 예시한다.
도 24는, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 25a는, 몇몇 실시형태에 따른, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의 도 22a로부터의 2700 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사(analytic approximation)의 계열(family)을 예시한다.
도 25b는, 몇몇 실시형태에 따른, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의 도 22b로부터의 3000 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사의 계열을 예시한다.
도 26은, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, 2700 K에서의, LPI ≥ 120, 125, 130, 135를 각각 제공하는 설계 공간을 각각 나타내는 LPI = 120(도 26a), 125(도 26b), 130(도 26c), 및 135(도 26d) 등고선에 대한 분석 근사에 의해 정의되는 어두운 음영 영역을 예시한다.
도 27a 내지 도 27h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 27a), 620 nm(도 27b), 630 nm(도 27c), 640 nm(도 27d), 650 nm(도 27e), 660 nm(도 27f), 670 nm(도 27g), 680 nm(도 27h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 28a 내지 도 28h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 28a), 620 nm(도 28b), 630 nm(도 28c), 640 nm(도 28d), 650 nm(도 28e), 660 nm(도 28f), 670 nm(도 28g), 680 nm(도 28h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 29는, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 30a 내지 도 30f는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 630 nm(도 30a), 640 nm(도 30b), 650 nm(도 30c), 660 nm(도 30d), 670 nm(도 30e), 680 nm(도 30f)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 도 27c 내지 도 27h로부터의 2700 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사의 계열을 예시한다.
도 31a 내지 도 31f는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 630 nm(도 31a), 640 nm(도 31b), 650 nm(도 31c), 660 nm(도 31d), 670 nm(도 31e), 680 nm(도 31f)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 도 28c 내지 도 28h로부터의 3000 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사의 계열을 예시한다.
도 32a 내지 도 32h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 32a), 620 nm(도 32b), 630 nm(도 32c), 640 nm(도 32d), 650 nm(도 32e), 660 nm(도 32f), 670 nm(도 32g), 680 nm(도 32h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 25% 및 도 16의 NR 형광체 75%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 33a 내지 도 33h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 33a), 620 nm(도 33b), 630 nm(도 33c), 640 nm(도 33d), 650 nm(도 33e), 660 nm(도 33f), 670 nm(도 33g), 680 nm(도 33h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 25% 및 도 16의 NR 형광체 75%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 34는, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체 75% 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 25%로 이루어지는 레드 방출기를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 35a 내지 도 35h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 35a), 620 nm(도 35b), 630 nm(도 35c), 640 nm(도 35d), 650 nm(도 35e), 660 nm(도 35f), 670 nm(도 35g), 680 nm(도 35h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 50% 및 도 16의 NR 형광체 50%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 36a 내지 도 36h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 36a), 620 nm(도 36b), 630 nm(도 36c), 640 nm(도 36d), 650 nm(도 36e), 660 nm(도 36f), 670 nm(도 36g), 680 nm(도 36h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 50% 및 도 16의 NR 형광체 50%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 37은, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체 50% 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 50%로 이루어지는 레드 방출기를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 38a 내지 도 38h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 38a), 620 nm(도 38b), 630 nm(도 38c), 640 nm(도 38d), 650 nm(도 38e), 660 nm(도 38f), 670 nm(도 38g), 680 nm(도 38h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 75% 및 도 16의 NR 형광체 25%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 39a 내지 도 39h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 39a), 620 nm(도 39b), 630 nm(도 39c), 640 nm(도 39d), 650 nm(도 39e), 660 nm(도 39f), 670 nm(도 39g), 680 nm(도 39h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 75% 및 도 16의 NR 형광체 25%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 40은, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체 25% 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 75%로 이루어지는 레드 방출기를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 41은, 몇몇 실시형태에 따른, 약 -0.010의 Duv, 약 552 nm의 DomLAG, 및 2700 K의 CCT에서 달성가능한 LPI를, 레드 방출기의 상이한 조성에 대한 BR 질화물 피크 파장의 함수로서 예시한다.
도 1a는, 표준 관찰자의 색 응답을 나타내는 XYZ 3자극 값인 세 개의 등색 함수의 그래프를 제공한다.
도 1b는, 표준 백열 램프에 대한 스펙트럼과의 세 개의 등색 함수의 곱의 그래프를 예시한다.
도 1c는, reveal®백열 램프에 대한 스펙트럼과의 세 개의 등색 함수의 곱의 그래프를 예시한다.
도 2는 각각의 LED 시스템을 선택한 관찰자의 비율을 나타내는 차트를 예시한다.
도 3은 "화이트 라인(White Line)"(가끔은 "백체(white-body) 곡선" 또는 "백체 궤적"으로도 칭해짐)의 그래프 및 흑체 곡선(또는 흑체 궤적(blackbody locus), 또는 BBL)의 그래프를 예시한다.
도 4a는, 컬러에 대한 먼셀(Munsell) 분류 시스템에서 규정되는 바와 같은, a*-b* 색도 평면(chromaticity plane)에서의 색조의 10개의 메인 카테고리를 예시한다.
도 4b는 각각의 연색성 벡터(Color Rendering Vector)를 포함하는 a*-b* 색도 평면에서의 반경 방향 성분(radial component) 및 방위각 성분(azimuthal component)을 예시한다.
도 4c는 네오디뮴 백열 램프에 대한 먼셀 값 5에서의 연색성 벡터(Color Rendering Vector; CRV)를 예시한다.
도 5는 백열 또는 할로겐 광원을 예시한다.
도 6a는, 흑체 광원과 도 5의 백열 광원의 상대적인 광 출력 대 파장(또는 스펙트럼 파워 분포(spectral power distribution; SPD))의 그래프를 예시한다.
도 6b는 백열 광원의 SPD의 플롯, 및 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯을 포함하는 그래프를 예시한다.
도 7a는 하나 이상의 LED를 포함하는 reveal® 타입의 LED 광원을 예시한다.
도 7b는 도 7a의 광원의 분해도이다.
도 8은, YAG 형광체 및 레드 형광체를 각각 여기시키는 다수의 블루 LED를 포함하는 온백색(warm-white) LED 램프의 SPD의 플롯, 및 도 7a의 reveal® 타입의 LED 광원의 SPD의 플롯을 포함하는 그래프를 예시한다.
도 9는 reveal® 타입의 컴팩트 형광(CFL) 광원을 예시한다.
도 10은, 도 9의 reveal® 타입의 CFL 광원의 스펙트럼 파워 분포(SPD)의 플롯, 및 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯을 포함하는 그래프를 예시한다.
도 11은, 옐로우 파장 범위에서 오목부를 생성하도록 충분히 분리된 피크 파장을 갖는 그린 및 레드 형광체를 구비하는 알려진 광원의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 12는 종래 기술로부터의 LED 광원의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 13은, 몇몇 실시형태에 따른, 광원의 블루 LED의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 14는, 몇몇 실시형태에 따른, 네 개의 상이한 그린(G) 또는 옐로우-그린(YG) LAG 형광체의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 15는, 몇몇 실시형태에 따른, 네 개의 상이한 폭이 넓은 레드(broad red; BR) 질화물 형광체의 SPD의 그래프를 예시한다.
도 16은, 몇몇 실시형태에 따른, 폭이 좁은 레드(narrow red; NR) 형광체의 방출 스펙트럼을 예시한다.
도 17a는, 몇몇 실시형태에 따른, CIE 표준 발광체 D65, 도 14의 G 또는 YG 형광체 LAG1의 컬러 포인트, 및 LAG1의 결과적으로 나타나는 주 파장의 스펙트럼 궤적(CIE 컬러 공간의 둘레) 상에서의 포인트의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 17b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 13의 블루 LED, 도 14의 네 개의 G 또는 YG LAG 형광체, 및 도 16의 NR 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 17c는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 13의 블루 LED, 도 14의 네 개의 G 또는 YG LAG 형광체, 및 도 15의 네 개의 상이한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 18a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 14의 네 개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의, 그리고 또한 네 개의 G 또는 YG LAG 형광체의 각각의 변형체(modification)의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시하는데, 여기서 피크 파장은 +10 nm, +5 nm, -5 nm, 및 -10 nm만큼 시프트되어, 시스템적으로 파라미터화된 광범위하고 상이한 G 또는 YG LAG 형광체를 나타내는 총 20 SPD를 제공한다.
도 18b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 18a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 G 또는 YG LAG 형광체의, 그리고 또한 14개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 19a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 15의 네 개의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의, 그리고 또한 네 개의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 각각의 변형체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시하는데, 피크 파장은 +10 nm, +5 nm, -5 nm, -10 nm만큼 시프트되어, 시스템적으로 파라미터화된 광범위하고 상이한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체를 나타내는 총 20 SPD를 제공한다.
도 19b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도 19a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의, 그리고 또한 14개의 현재 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 1931 CIE 컬러 시스템에서의 컬러 좌표를 예시한다.
도 20은, 몇몇 실시형태에 따른, 도 18a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 파장과 주 파장 사이의 관계를 예시한다.
도 21은, 몇몇 실시형태에 따른, 도 19a의 20개의 시스템적으로 파라미터화된 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 피크 파장과 주 파장 사이의 관계를 예시한다.
도 22a는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 의해 정량화되는 바와 같은, 2700 K에서의 BBL에 대한, CIE 1960 u-v 컬러 공간에서의 광원의 컬러 포인트의 위치에 대비한 조명 선호도 지수(LPI)의 등고선 플롯(contour plot)을 예시한다.
도 22b는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 의해 정량화되는 바와 같은, 3000 K에서의 BBL에 대한, CIE 1960 u-v 컬러 공간에서의 광원의 컬러 포인트의 위치에 대비한 LPI의 등고선 플롯을 예시한다.
도 23은, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, 도 22a로부터의 LPI 응답의 등고선 플롯 상에 중첩되는, G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장에 의해, 그리고 Duv에 의해 표현되는 별개의 런(run)을 예시한다.
도 24는, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 25a는, 몇몇 실시형태에 따른, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의 도 22a로부터의 2700 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사(analytic approximation)의 계열(family)을 예시한다.
도 25b는, 몇몇 실시형태에 따른, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의 도 22b로부터의 3000 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사의 계열을 예시한다.
도 26은, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 도 16의 NR 형광체인 경우의, 2700 K에서의, LPI ≥ 120, 125, 130, 135를 각각 제공하는 설계 공간을 각각 나타내는 LPI = 120(도 26a), 125(도 26b), 130(도 26c), 및 135(도 26d) 등고선에 대한 분석 근사에 의해 정의되는 어두운 음영 영역을 예시한다.
도 27a 내지 도 27h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 27a), 620 nm(도 27b), 630 nm(도 27c), 640 nm(도 27d), 650 nm(도 27e), 660 nm(도 27f), 670 nm(도 27g), 680 nm(도 27h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 28a 내지 도 28h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 28a), 620 nm(도 28b), 630 nm(도 28c), 640 nm(도 28d), 650 nm(도 28e), 660 nm(도 28f), 670 nm(도 28g), 680 nm(도 28h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 29는, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 30a 내지 도 30f는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 630 nm(도 30a), 640 nm(도 30b), 650 nm(도 30c), 660 nm(도 30d), 670 nm(도 30e), 680 nm(도 30f)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 도 27c 내지 도 27h로부터의 2700 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사의 계열을 예시한다.
도 31a 내지 도 31f는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 630 nm(도 31a), 640 nm(도 31b), 650 nm(도 31c), 660 nm(도 31d), 670 nm(도 31e), 680 nm(도 31f)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인 경우의, 실제 LPI 등고선 상에 중첩되는, 도 28c 내지 도 28h로부터의 3000 K에서의 LPI 등고선의 각각에 대한 분석 근사의 계열을 예시한다.
도 32a 내지 도 32h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 32a), 620 nm(도 32b), 630 nm(도 32c), 640 nm(도 32d), 650 nm(도 32e), 660 nm(도 32f), 670 nm(도 32g), 680 nm(도 32h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 25% 및 도 16의 NR 형광체 75%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 33a 내지 도 33h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 33a), 620 nm(도 33b), 630 nm(도 33c), 640 nm(도 33d), 650 nm(도 33e), 660 nm(도 33f), 670 nm(도 33g), 680 nm(도 33h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 25% 및 도 16의 NR 형광체 75%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 34는, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체 75% 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 25%로 이루어지는 레드 방출기를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 35a 내지 도 35h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 35a), 620 nm(도 35b), 630 nm(도 35c), 640 nm(도 35d), 650 nm(도 35e), 660 nm(도 35f), 670 nm(도 35g), 680 nm(도 35h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 50% 및 도 16의 NR 형광체 50%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 36a 내지 도 36h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 36a), 620 nm(도 36b), 630 nm(도 36c), 640 nm(도 36d), 650 nm(도 36e), 660 nm(도 36f), 670 nm(도 36g), 680 nm(도 36h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 50% 및 도 16의 NR 형광체 50%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 37은, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체 50% 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 50%로 이루어지는 레드 방출기를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 38a 내지 도 38h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 38a), 620 nm(도 38b), 630 nm(도 38c), 640 nm(도 38d), 650 nm(도 38e), 660 nm(도 38f), 670 nm(도 38g), 680 nm(도 38h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 75% 및 도 16의 NR 형광체 25%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 2700 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 39a 내지 도 39h는, 몇몇 실시형태에 따른, 레드 방출기가 610 nm(도 39a), 620 nm(도 39b), 630 nm(도 39c), 640 nm(도 39d), 650 nm(도 39e), 660 nm(도 39f), 670 nm(도 39g), 680 nm(도 39h)의 피크 파장을 갖는 도 15의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 75% 및 도 16의 NR 형광체 25%로 이루어지는 경우의, x축 상의 G 또는 YG LAG 형광체의 주 파장, 및 y축 상의 Duv에 대비한 LPI의 3000 K에서의 등고선 플롯을 예시한다.
도 40은, 몇몇 실시형태에 따른, 2700 K에서의 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체 25% 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 75%로 이루어지는 레드 방출기를 포함하는 광원에 대한 최고 LPI 값을 갖는 별개의 런의 SPD를 예시한다.
도 41은, 몇몇 실시형태에 따른, 약 -0.010의 Duv, 약 552 nm의 DomLAG, 및 2700 K의 CCT에서 달성가능한 LPI를, 레드 방출기의 상이한 조성에 대한 BR 질화물 피크 파장의 함수로서 예시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "광원"은 가시광의 임의의 광원, 예를 들면, 반도체, 또는 LED, 또는 OLED; 또는 형광체 또는 컨텀닷과 같은 다운컨버터; 또는 반사체 또는 굴절체 상으로 코팅되는 또는 이들 안으로 임베딩되는 다운컨버터, 또는 원격 다운컨버터; 또는 여러 개의 이러한 광원의 다중 채널 조합 또는 복합물; 또는 이러한 광원을 포함하는 램프 또는 조명기구(luminaire) 또는 시설물(fixture)과 같은 시스템을 의미할 수도 있다.
조명 선호도 지수(LPI)로 칭해지는 신규의 정량적이고 입증된(validated) 컬러 선호도 메트릭이 제공된다. LPI는, 광원의 컬러 선호도 특성을 최대화하기 위한 설계 규칙을 제공하기 위한, 및/또는 다른 측광(photometric), 측색(colorimetric), 및 다른 설계 응답과 함께, 컬러 선호도를 포함하는 스펙트럼의 다중 응답 최적화를 설계하기 위한 정량적 메트릭으로서 사용될 수도 있다. 결과적으로 나타나는 스펙트럼, 광원, 및 램프는, 현존하는 reveal® 타입의 광원 및/또는 유사한 종래의 제품보다 유의미하게 더 높은 컬러 선호도를 나타내는 예상치 않게 높은 LPI 값을 나타낸다.
향상된 컬러 선호도는 향상된 컬러 콘트라스트와 향상된 백색도의 조합에 기인할 수도 있으며, LPI 컬러 메트릭은 광원의 스펙트럼 파워 분포를 재단하는 것에 의해 컬러 선호도의 정량적 최적화를 가능하게 할 수도 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 개개의 광원은 상업적으로 입수가능하거나 또는 쉽게 제조되는 블루 LED, 그린 또는 옐로우-그린 가넷(garnet) 형광체, 폭이 넓은 레드 질화물 형광체, 및 폭이 좁은 레드 형광체일 수도 있지만, 그러나, 신규의 방식으로 결합될 수도 있다. 이것은, 참조에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 출원 제61/875403호 및 PCT/US2014/054868에서 설명되는 광원과 대조적일 수도 있는데, 미국 특허 출원 제61/875403호 및 PCT/US2014/054868에서, 광원은, 피크 파장 및 반치전폭(full-width at half-maximum; FWHM)을 특징으로 하는 파장의 가우시안 분포에 의해 각각 나타내어지는 그린 및 레드 광원을 더한, 실제 블루 LED의 조합으로서 표현되었다. US 61/875403 및 PCT/US2014/054868 특허 출원에서의 가우시안 분포는 실제 형광체 및 LED에 대한 가상의 근사치이다. 이와 같이, 이들 종래 출원에서의 SPD의 어느 것도, 실제 LED 및 형광체의 SPD에 정확하게 동일하지 않지만, 반면 본 발명의 실시형태는 실제 그린 또는 옐로우-그린 및 레드 형광체의 SPD를 제공한다. 하나 이상의 실시형태에서, 광원은 상업적으로 입수가능한 블루 또는 바이올렛 LED, 그린 또는 옐로우-그린 가넷 형광체, 및 폭이 넓은 레드 질화물 형광체 또는 폭이 좁은 레드 형광체 중 어느 하나, 또는 폭이 넓고 폭이 좁은 레드 형광체의 조합의 조합일 수도 있다. 다른 적절한 광원이 사용될 수도 있다. 블루 LED는 화학식: IniGajAlkN에 의해 표현되는 질화물 화합물 반도체를 포함할 수도 있는데, 여기서 i ≥ 0, j ≥ 0, k ≥ 0, 및 i + j + k = 1이다. 하나 이상의 실시형태에서, 널리 공지된 InGaN 블루 또는 바이올렛 LED가 사용되는데, 이 경우 k = 0이고, i는 약 0.1 내지 0.4의 범위에 있고, 피크 방출 파장은 약 400 nm로부터 약 460 nm까지의 범위이고, 약 10 nm 내지 약 20 nm의 FWHM을 갖는다. 그린(G) 또는 옐로우-그린(YG) 형광체는, 1) Y, Lu, Sc, La, Gd, Tb, 및 Sm으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소, 및 2) Al, Ga, 및 In으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하며, Ce로 활성화되는 가넷 형광 재료(garnet fluorescent material)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 가넷 형광체는, Ce로 도핑되는 루테늄 알루미늄 가넷(lutetium aluminum garnet; LAG, Lu3Al5O12), 즉 LAG:Ce3 +로 더 제한될 수도 있다. 레드 형광체는, 본 발명의 목적을 위해 두 범위: 약 60 nm 미만의 폭이 좁은 FWHM 및 약 60 nm를 초과하는 폭이 넓은 FWHM에서 FWHM를 갖는 것으로 정의될 수도 있다. 본 개시의 BR 질화물 재료는, UV 및 블루 광을 강하게 흡수할 수도 있고, 약 600 nm와 670 nm 사이에서, 약 80 nm 내지 약 120 nm의 FWHM을 가지고 효율적으로 방출하여, 딥 레드(deep red)에서 아주 강한 방출을 제공할 수도 있지만, 그러나 상대적으로 열악한 발광 효율(와트당 루멘(lumens per watt), LPW)을 대가로 한다. 폭이 넓은 레드(BR) 질화물 형광체는 통상적으로 일반식 CaAlSiN3:Eu2 +에 의해 표현되지만, 그러나 다른 조성도 가능하다. 본 개시의 폭이 좁은 레드(NR) 형광체는 블루 광을 강하게 흡수할 수도 있고, 딥 레드 또는 근 적외선 방출이 거의 없이 약 610 nm와 660 nm 사이에서 효율적으로 방출할 수도 있다. 미국 특허 제7,358,542호, 미국 특허 제7,497,973호, 및 미국 특허 제7,648,649호에서 설명되는 것과 같이, 예를 들면, Mn4 +에 의해 활성화되는 복합 불화물(fluoride) 재료에 기초하는 몇몇 이러한 NR 형광체가 알려져 있다. Mn4+ 도핑된 형광체는 식 Ax[MFy]:Mn4 +을 갖는데, 여기서 A(알칼리)는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고; M(금속)은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이고; x는 [MFy] 이온의 전하의 절대 값이고; y는 5, 6 또는 7이다. 따라서, 눈 감도가 열악한 더 깊은 레드에서 상당한 방출을 갖는 레드 형광체에 비교하여, LPW는 최대화될 수도 있다. 특히 NR 형광체의 피크가 약 620 nm를 넘어 놓이는 경우, 컬러 채도도 또한 통상적으로 향상될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, NR 형광체는, 약 400 nm 내지 약 460 nm에서 InGaN 블루 방출기에 의해 여기될 때, 약 631 nm에서, 약 10 nm 미만의 FWHM를 갖는 강한 레드 방출 라인을 생성할 수도 있는 K2[SiF6]:Mn4 +(망간 도핑된, "PFS"로 칭해지는 칼륨 플루오로 실리케이트(potassium fluoro-silicate))를 포함할 수도 있다.
본원에서 개시되는 바와 같은 LPI는, 선호되는 컬러 현시(채도 및 색조 왜곡)뿐만 아니라 완전복사체(Planckian)(흑체) 궤적으로부터 멀어지는 컬러 포인트에서의 선호되는 시프트 둘 다를 설명한다. LPI는, 소비자 선호를 정량화하는 예측성 메트릭이다. 따라서, LPI는 컬러 선호도에 대한 스펙트럼을 최적화하기 위한 설계 툴로서 사용될 수 있다. 주목할 점은, 예비 관찰자 테스팅을 통해 LPI에 대한 강한 상관관계가 발견되었으며, 정확한 예측 선호도 메트릭으로서의 LPI의 최적화 성능은 추가적인 연구를 통해 증명된다는 것이다. 86명의 참가자를 통한 관찰자 연구에서, 네 개의 별개의 LED 시스템은, 114으로부터 143까지의 범위에 이르는 LPI의 상이한 향상된 레벨로 설계되었다. 이 연구에서의 모든 참가자는 17세 내지 28세의 연령 범위 내에 있었고, 성별 분포는 40%의 남성 및 60%의 여성이었으며, 인종 분포는 57%의 백인(Caucasian), 30%의 아시아인, 8%의 히스패닉계, 그리고 5%의 아프리카계 미국인이었으며, 지리적 분포는 94%가 북아메리카, 5%가 아시아, 그리고 1%가 유럽이었다. 각각의 LED 시스템은, 가정집 품목, 예컨대 컬러풀한 패브릭, 과일, 나무 층계, 및 거울을 포함하는 별개의 부스(booth)를 조명하였다. 관찰자에게는, 그들이 전체적으로 어떤 조명 환경을 선호했는지를 선택할 것을 요청하였다. 결과는, 최고 LPI 값을 갖는 LED 시스템이 가장 많은 관찰자에 의해 선호되었으며, 한편, 두 번째, 세 번째, 및 네 번째로 높은 LPI 값이, 각각, 두 번째, 세 번째, 및 네 번째로 가장 선호되었다는 것을 나타내고 있다. 도 2는 각각의 LED 시스템을 그들의 선호하는 환경으로 선택한 관찰자의 비율을 디스플레이한다. 도시되는 바와 같이, 관찰자의 가장 높은 비율(42%)은 143의 LPI를 갖는 광원 D를 선호했고, 한편 관찰자 중 가장 적은 비율(11%)은 114의 LPI를 갖는 광원 A를 선호하였다.
종래의 측색 및 측광 양(quantity) 또는 메트릭은, 상대적으로 작은 그룹의 관찰자의 응답으로부터 유도될 수도 있으며, 따라서 전체 인간 집단을 대표하지도 않으며, 또한 모든 인구학적 그리고 문화적 그룹을 대표하는 것도 아닐 수도 있다. 그러나, 이러한 메트릭은 그들이 조명 제품을 설계, 평가, 및 최적화 하기 위해 생성된 이후 수십 년간 사용되고 있다. 광원은 여전히 이들 메트릭, 예를 들면, 루멘 및 연색 지수(CRI 또는 Ra)에 기초하여 설계되고 있다.
본원에서 설명되는 바와 같은 LPI에 대한 식은, 58% 남성과 42% 여성의 성별 분포, 92% 백인과 8%의 아시아인의 인종 분포, 및 북아메리카 내의 지역적 분포를 가지고 21세 내지 27세의 연령 범위 내에서 설정되는 관찰자에 기초한다. 그러나, 이것은, 임의적인 광원 스펙트럼에 대한 컬러 선호도의 레벨을 정량화하고 최적화하기 위한, 본원에서 현재 정의되는 바와 같은, LPI의 유효성을 감소시키지 않으며, 따라서, 그 테스트 광원이 구축되고 테스트 발광체가 특정한 테스트 모집단의 것과 유사한 컬러 선호도를 갖는 모집단에 의해 관찰되면, 테스트 광원은, 그 테스트 모집단에 의해 LPI 스케일 상에서 더 낮은 점수를 얻는 다른 광원에 비해 더 선호될 것이다. 또한, 높은 LPI에 대해 최적화되고, 종래의 광원보다 더 큰 LPI를 갖는 스펙트럼 또는 광원은, 종래의 광원 중 임의의 것보다, (우리의 데이터세트의 것에 대해 유사한 컬러 선호도 편중을 갖는) 관찰자 사이에서 더 높은 컬러 선호도를 나타낸다. 유사하게, 루멘, 예를 들면, 전통적인 명소시(photopic) 루멘과는 상이한 암소시(scotopic) 루멘의 변화가 정의되고, 증가된 또는 최적화된 암소시 루멘 효율성을 갖는 광원의 발견 및 개발을 암소시 루멘의 정의가 가능하게 하면, 명소시 루멘이 비록 모든 조명 애플리케이션에서 범용적으로 적절하지는 않더라도 엄밀하게 정의되었기 때문에, 암소시 루멘은 제공되었던 광원의 발견 및 개발의 유효성을 무효로 하지 않을 것이며, 증가된 또는 최적화된 명소시 루멘을 계속 제공할 것이다.
현존하는 컬러 품질 메트릭이 조명 제품의 소비자 선호도를 정확하게 정량화하기 위해 노력하고 있지만, LPI는, 컬러 선호도 데이터가 이용가능했던 관찰자의 제한된 모집단과 가장 밀접하게 상관하는 정량적 컬러 선호도 메트릭을 객관적으로 정의한다. LPI 메트릭은 두 파라미터: 조명 소스의 백색도 및 소스에 의해 조명되는 오브젝트의 컬러 현시의 함수이다. 특정 LPI 함수는, 백색도 및 컬러 현시의 설명 이후에, 하기에서 정의된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 백색도는 색도 다이어그램 상의 "화이트 라인"에 대한 컬러 포인트의 근접도를 가리키는데, "화이트 라인"은 다음 발행물에서 정의된다: 저자 M.S. Rea & J. P. Freyssinier의 Color Research & Application, volume 38, #2, pp. 82-92(2013)의 "White Lighting"(이하, "Rea 참고문헌"이라 함). Rea 참고문헌은 참조에 의해 본원에 통합된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "화이트 라인"은, 2700 K로부터 6500 K까지의 선택된 컬러 온도에 대한 CCX 및 CCY 컬러 좌표에서 보고되는 바와 같이, 하기의 테이블 1의 컬러 포인트에 의해 정의된다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 그리고 테이블 1에서 정의되는 바와 같이, "화이트 라인"(304)(종종 "백체 라인", "백체 곡선", 또는 "백체 궤적"으로도 칭해짐)은 높은 컬러 온도(예를 들면, 4000 K 위)에서 흑체 곡선(302) 약간 위에 있고 또한 낮은 컬러 온도에서는 그 아래에 있다. 연구는, "화이트 라인" 상의 조명이, 무엇이 "백색" 광인지의 인간 지각에 대응할 수도 있다는 것을 나타낸다. "화이트 라인"은 넓은 범위의 컬러 온도에 대해 제안되지만, 약 2700 K와 약 3000 K(이들은 소비자가 종종 선호하는 상관 컬러 온도(Correlated Color Temperature; CCT) 값이다) 사이의 컬러 온도의 경우, "화이트 라인"은 흑체 궤적에서 약 0.010 Duv 아래에 있는데, Duv는 u-v 색도 공간으로부터의 거리를 나타낸다.
하기의 식은 약 2700 K와 약 3000 K 사이의 CCT를 갖는 임의의 컬러 포인트에 대한 백색도 메트릭을 제공하도록 스케일링된다. 이 백색도 메트릭은 완전복사체 상의 임의의 포인트에 대해 제로 또는 실질적으로 0이 될 것이고, "화이트 라인" 상의 임의의 포인트에 대해 1(실질적으로 1)이 될 것이다:
식 (1): 
,
여기서 Duv는, 식 (1)의 목적을 위해, u-v 공간에서의 완전복사체 궤적으로부터의 컬러 포인트의 거리이다(주: 흑체 라인 아래의 값은 식 (1)에서 음의 값이다). 예를 들면, 흑체의 0.010 아래의 포인트의 경우, 식 (1)에 -0.010을 삽입할 것이다. (약 2700 K와 약 3000 K의 범위 밖의 CCT를 갖는 컬러 포인트의 경우, 백색도는, 과도한 실험 없이, 도 3에서의 컬러 포인트의 포지션의 검사에 의해 근사될 수 있다; 예를 들면, 조명 소스가 "화이트 라인" 상의 컬러 포인트를 가지면, 마찬가지로 1의 백색도 값을 가질 것이다). 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이, 조명 소스의 컬러 포인트가 "화이트 라인"에 접근함에 따라, LPI는 증가하고, 어느 방향으로든 멀어짐에 따라 감소한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 컬러 현시는 연색성의 복합 척도인데, 이것은 조명 소스의 순 채도 값(Net Saturation Value; NSV)(예를 들면, 향상된 채도를 나타내지만 과도하게 포화되지 않은 NSV에 대해 상대적으로 더 높은 LPI 값이 획득된다), 및 색조 왜곡 값(Hue Distortion Value; HDV)(예를 들면, 최소 또는 제로의 색조 왜곡을 나타내는 HDV에 대해 상대적으로 더 높은 LPI 값이 획득된다)의 함수이다. NSV 및 HDV 둘 다가 하기에서 더 상세히 설명될 것이다.
조명 선호도 지수(LPI)는, 1600개의 수정된 먼셀 글로시 스펙트럼 반사율(Munsell glossy spectral reflectance)의 완전한 데이터베이스를 사용하여 컬러의 어레이를 선택하는 것에 의해, 테스트 컬러 샘플의 편향되지 않은 선택을 사용하여 개발되었다. 이들 1600 개의 컬러는, 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 특히 M.W. Derhak & R.S. Berns에 의한 Color and Imaging Conference, 2012(1), 191-194 (2012)에서의 "Analysis and Correction of the Joensuu Munsell Glossy Spectral Database"의 관점에서 이해될 것이다. 컬러의 이 어레이를 사용하는 것은, 색조, 명암도(value), 및 크로마(chroma)의 먼셀 분류 시스템을 활용하는 컬러 공간의 상당 부분의 커버리지를 허용한다.
당해 분야의 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이, 이 어레이에서의 각각의 컬러는 그 색조(각각에서 4 개의 하위 카테고리를 갖는 10개의 카테고리의 총 40 개의 항목을 갖는다), 크로마(0 내지 16의 범위이다), 및 명암도(0 내지 10의 범위이다)의 관점에서 먼셀 시스템에 의해 정의된다. 색조의 10 개의 카테고리는 도 4에서 묘사되고 라벨링된다. 채도, 또는 크로마, 및 색조의 모든 레벨은, 통계적 카운트 방식(statistical count approach)에서 동등하게 가중되고 취급되며, 저자 A. Zukauskas, R. Vaicekauskas, F. Ivanauskas, H. Vaitkevicius, P. Vitta, 및 M.S. Shur의 IEEE J. Sel . Top. Quantum Electron., 15(6), 1753 (2009)의 "Statistical approach to color quality of solid-state lamps"에서 논의되는 것과 유사한 방식을 따른다.
모든 1600 개의 컬러 샘플의 컬러 포인트는 동일한 컬러 온도에서, 조명 소스(즉, 테스트 발광체) 및 CIE 기준 발광체, 또는 플랑크 복사체(Planckian radiator) 둘 다에 의해 렌더링되는 바와 같이, 계산된다. CIE 기준 발광체는, 흑체 복사에 대한 플랑크 법칙을 사용하여, 조명 소스의 CCT로부터 결정되는 스펙트럼을 갖는다. 플랑크 법칙은, 광원(B)의 휘도(W/sr·m3 단위)를, 파장(λ)(미터 단위) 및 절대 온도(T)(K 단위)의 함수로서, 
로서 정의하는데, 여기서 h는 플랑크 상수이고 KB는 볼쯔만 상수이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 그리고 기술 분야에서 공지되어 있는 바와 같이, 흑체는, 이상적인 흡수체인 물리적 물체이다, 즉, 흑체는, 입사 각도 또는 주파수와는 무관하게, 모든 입사하는 전자기 방사선을 흡수한다. 흑체는 또한 이상적인 방출기이다; 모든 주파수에서, 흑체는 동일한 온도에서 임의의 다른 물체만큼 많은 에너지를 - 또는 더 많은 에너지를 - 방출한다.
그 다음, 이들 컬러 포인트(컬러 좌표로 또한 칭해짐) 모두는 CIE L*a*b* (CIELAB) 컬러 공간으로 변환되고 연색성 벡터(CRV)가 생성된다. CRV는 기준 발광체에 대한 컬러 현시 시프트의 크기 및 방향의 표현이다. 도 4b는 각각의 CRV에 포함되는 성분을 예시한다. 반경 방향 성분(401), 또는 ΔCab는 크로마, 또는 채도에서의 시프트를 정량화하는데, 원점(origin)에서 멀어지는 시프트는 채도에서의 증가를 의미하고 원점을 향하는 시프트는 채도에서의 감소를 의미한다. 방위각 성분(403), 또는 Δhab는 색조에서의 변화를 정량화하며 라디안 단위의 각도 변화에 의해 표현될 수 있다. 특정 먼셀 값에서의 CRV의 벡터 플롯은 a*-b* 색도 평면 상에서의 컬러 시프트의 시각적 표현으로서 생성될 수 있다. 도 4c는, 소비자에 의해 일반적으로 선호되는 제품인 네오디뮴 백열 램프에 대한 먼셀 값 5에서의 CRV(402)를 나타낸다. 벡터 플롯에서 알 수 있는 바와 같이, 네오디뮴 램프 제품은, 특히 레드 및 그린 성분(각각, 벡터 플롯의 우측 및 좌측에 있음)에서 향상된 채도를 생성한다. 컬러 옐로우(Y), 레드(R), 퍼플(P), 블루(B), 및 그린(G)에 대응하는 근사 벡터 방향은 삽입물(insert; 404)에서 나타내어진다.
그 다음, 모든 1600 개의 먼셀 컬러에 대한 각각의 CRV의 반경(401) 방향 및 방위각(403) 성분은, 각각, 크로마 및 색조에서의 시프트를 정량화하도록 결정된다. 이러한 큰 샘플 사이즈로 인해, CRV의 크기 및 방향은 통계적 카운트에 의해 표현될 수 있다.
순 채도 값(NSV)은, 감소된 채도를 갖는 샘플의 비율만큼 감소되는, 향상된 채도를 갖는 테스트 샘플의 비율을 나타낸다. 채도의 향상된 레벨은, 평균 지각 차이의 임계치를 초과하는, 그러나 과채도(over-saturation) 한계 미만의 크로마에서의 증가(ΔCab > 0)에 의해 나타내어진다. 감소된 채도 레벨(ΔCab < 0)은, 크로마가 평균 지각 차이의 동일한 임계치 넘게 감소되는 경우에만 고려된다. 평균 지각 차이 값은 다음의 발행물; 저자 M. Mahy, L. Van Eycken, & A. Oosterlinck의 Color Research and Application, volume 19, #2, pp. 105-121 (1994)의 "Evaluation of Uniform Color Spaces Developed after the Adoption of CIELAB and CIELUV"에 기초하는데, 이 발행물은 CIELAB 공간에서 평균 지각능력 반경이 2.3인 것을 발견했다. 과채도 한계의 경우, 다음의 발행물에 기초하여 ΔCab = 15의 값이 선택된다: 저자 Y. Ohno의 Presentation at LEDs 2012, Oct. 11-12, San Diego, CA (2012)의 "Color Quality Design for Solid State Lighting". 이 연구에서, 포화된 컬러의 경우, 한계까지 선호도에서의 증가가 발견되었고, 선호도 응답은 채도의 높은 레벨에 대해 감소했다. 대략 ΔCab = 15의 값 근처에서, 선호도 응답은 채도가 없는 것에, 또는 ΔCab = 0에 필적했고, 이들 두 값 사이에서 선호도 응답은 증가했다.
개개의 NSV 값(NSVi)은 먼셀 시스템의 10개의 메인 색조 카테고리에 대해 계산되고, 총 NSV는 10 개의 색조에 걸친 평균으로서 취해진다. 본 개시에서 사용되는 바와 같이, NSV는 식 (2) 및 식 (3)에 의해 정의되는데:
식 (2): NSVi = (2.3 < ΔCab < 15를 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트) - (ΔCab < -2.3을 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트),
식 (3): 
,
여기서 ΔCab는 CRV의 반경 방향 성분이고 지각된 크로마, 또는 채도에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타낸다. 영역 -2.3 < ΔCab < 2.3의 경우, 채도에서의 변화는 통상적인 관찰자에 의해 지각되지 않을 수도 있으며 따라서 향상 또는 악화로서 간주되지 않는다.
색조 왜곡 값(HDV)은 색조를 변경시키고 있는 테스트 샘플의 가중된 비율을 나타낸다. 상대적으로 더 높은 LPI 값에 도달하는 것에 대해, (한계까지) 증가된 크로마가 일반적으로 기여하지만, (색조에서의 변화가 크로마 변화보다 최종 LPI 값에 대해 상대적으로 더 약한 기여 인자이긴 하지만) 색조에서의 변화는 일반적으로 바람직하지 않다.
당해 분야의 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이, 먼셀 컬러 시스템은 통상적으로 40 개의 색조 하위 카테고리(10개의 메인 색조 카테고리의 각각에 4 개의 하위 카테고리)로 분할된다. HDV를 계산하기 위해, Δhab > π/20 라디안(또는 원의 40분의 1)인 다음 색조 하위 카테고리로 변하는 테스트 컬러의 비율은, 색조 하위 레벨 사이의 분리(π/20 라디안)에 의해 스케일링되는 평균 Δhab값에 의해 가중된다. 이 추가적인 가중은 아주 많은 양의 색조 왜곡을 고려하기 위해 사용되는데, 이 경우, 거의 모든 테스트 컬러가, 고려될 임계치를 초월하는 색조 왜곡을 겪기 때문에, 비율 단독은 아주 높은 비율에서 한계에 접근한다. 이들 계산을 위해, 색조 왜곡의 방향은 중요하지 않으며, 따라서 시계방향 및 반시계방향 둘 다에서의 왜곡에 대해 Δhab > 0이다. NSV에서와 같이, 개개의 HDV 값(HDVi)이 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대해 계산되고, 총 HDV가 10 개의 색조에 걸친 평균으로서 취해진다. 본 개시에서 사용되는 바와 같이, HDV는 식 (4) 및 식 (5)에 의해 정의되는데:
식 (4): 
,
식 (5): 
,
여기서 Δhab는 CRV의 방위각 성분이고 지각된 색조에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타내고, Δhab,avg,i는 색조 i 내의 모든 컬러에 대한 평균 Δhab 값이다.
다음에, NSV 및 HDV가 식 (6)에 따라 컬러 현시 값으로 병합된다:
식 (6): 컬러 현시 = (NSV - HDV/2.5)/50
식 (6)에서, HDV는 관찰자 선호도 응답에 대한 최상의 매치를 제공하기 위해 NSV에 대해 가중된다는 것을(즉, 인자에 의해 분할된다는 것을) 유의한다. 실제로는, 보통 달성되는 컬러 현시의 가장 높은 값은 약 1이지만, 이론적으로는, NSV = 100 및 HDV = 0에서 2의 값에 도달할 수 있다.
마지막으로, LPI 식은 식 7에 의해 정의되는데:
식 (7): LPI = 100 + 50 × [0.38 × 백색도 + 0.62 × 컬러 현시],
여기서 백색도는 식 (1)에서 정의되고 컬러 현시는 식 (6)에서 정의된다. 다른 조명 메트릭에서와 같이, 기준 흑체 발광체에 대해 100의 기초값을 매기도록, "100"의 파라미터가 선택된다. CRI의 크기와 유사한 크기로 LPI 변화를 스케일링하기 위해, "50"의 파라미터가 선택된다. 예를 들면, 통상적인 네오디뮴 백열 램프는 CRI 시스템에서 약 20 포인트만큼 불리하게(penalized) 될 수 있어서, (기준에 대한 CRI = 100에 비해) 약 80의 CRI를 가지게 되며, 한편 동일한 네오디뮴 백열 램프는 LPI 시스템에서는 약 20 포인트만큼 보상받아, 기준에 대한 LPI = 100에 비해, 약 120의 LPI를 가지게 될 수도 있다. 관찰자 선호도 데이터에 대한 최상의 적합을 제공하기 위해, 38%의 백색도 및 62%의 컬러 현시의 가중 인자가 선택되었다.
식 (1), (6) 및 (7)의 단순한 조합인 LPI에 대한 대안적인 "마스터" 식이 식 (8)로서 나타내어진다:
식 (8): 
상기에서 예시되는 마스터 식의 항으로 LPI를 다시 나타내는 목적은, 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가, 어떠한 과도한 실험 없이도, 본 개시의 지침을 사용하여, 컬러 사이언스에서 일반적으로 이해되는 파라미터로부터 유도할 수 있는 값을 이 신규의 지수(index)가 제공한다는 것을 보여주기 위해서이다. LPI는 NSV와 함께 증가하지만, HDV가 증가함에 따라 감소한다. 별개로, LPI는 Duv가 "화이트 라인"의 것에 도달함에 따라 증가한다. 몇몇 실시형태에서, 도달가능할 수도 있는 LPI에 대한 최고 값은 대략 150인데, 백색도 = 1 및 컬러 현시 = 1에 대응한다. 몇몇 실시형태에서, LPI = 181의 이론적 최대 값이 존재하며, 이 경우 백색도 = 1이고 컬러 현시 = 2이다.
요약하면, LPI 메트릭은 다음의 단계(반드시 이 순서는 아님)에 의해 결정될 수도 있다:
(a) 테스트 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼을, 1-2 nm, 또는 더 미세한 정밀도를 갖는 그것의 스펙트럼 파워 분포(SPD)로서 제공함;
(b) 테스트 발광체의 SPD로부터 컬러 포인트(컬러 온도 및 Duv)를 결정함;
(c) 식(1)을 사용하여 Duv로부터 백색도 성분을 계산함;
(d) 테스트 발광체의 컬러 온도로부터 기준 스펙트럼을 결정함;
(e) 기준 및 테스트 발광체 둘 다에 대한 CIELAB 컬러 공간에서의 모든 1600 개의 먼셀 컬러의 컬러 포인트를 계산함;
(f) 기준 스펙트럼을 기준으로, 테스트 발광체에 대한 연색 벡터를 계산함;
(g) 식 (3) 및 식 (5)를 각각 사용하여 순 채도 값 및 색조 왜곡 값을 계산함;
(h) 식 (6)을 사용하여 컬러 현시 성분을 계산함; 그리고
(i) 단계 (c)로부터의 백색도 성분 및 단계 (h)로부터의 컬러 현시 성분을 식 (7)을 사용하여 LPI로 병합함.
주목할 점은, 하나 이상의 실시형태에서, 단계 (c)의 백색도는, 단계 (d) 내지 (h)에서의 컬러 현시의 계산과 병렬로 계산된다는 것이다. 그 다음, 백색도 및 컬러 현시는 최종 단계 (i)에 대한 입력으로서 기능한다.
LPI 메트릭이, 컬러 선호도 데이터가 이용가능했던 제한된 모집단의 관찰자와 가장 밀접하게 상관하는 정량적 컬러 선호도 메트릭을 객관적으로 정의하지만, 컬러 선호도는 현존하는 컬러 메트릭의 신규의 조합을 사용하여 또한 정량화될 수도 있는데, 관찰자의 컬러 선호도 데이터에 대해 수용가능할 정도로 가능하지만 다소 더 약하다. LPI에 대한 식에 의해 암시되는 바와 같이, BBL에 대한 채도 및 컬러 포인트를 개별적으로 나타내는 현존하는 컬러 메트릭은, 컬러 공간의 약간의 제한 내에서 관찰자의 컬러 선호도 응답에 근사할 것으로 예상될 수 있다. 이들 제한은, LPI의 상기의 설명에서 설명되는 바와 같이, 여러 개의 제한 중 임의의 것이 위반되면 LPI 알고리즘에 적용되는 수치적 페널티의 사용에 의해 LPI 메트릭 정의에 통합된다. LPI는 또한, 다수의 메트릭 대신, 목표로 된 컬러 선호도 응답을 관찰자로부터 예측적으로 유도할 스펙트럼의 설계를 가능하게 하는 단일 파라미터 최적화 응답으로서 유용하게 검증된 단일의 메트릭을 제공하기 위해, 채도 및 컬러 포인트의 효과를 각각의 최적의 가중치와 결합할 수도 있다. 단독으로 취해지는 현존하는 컬러 메트릭 중 어느 것도, LPI 메트릭뿐만 아니라 관찰자의 컬러 선호도에 대한 상관을 제공하지 않지만, G 또는 YG 형광체와 레드 형광체의 피크 또는 주 파장 사이의 분리는 LPI 메트릭의 컬러 채도 부분에 대한 가까운 근사를 제공하고, Duv 척도는 LPI 메트릭의 컬러 포인트 부분(즉, 백색도)에 대한 가까운 근사이다. 몇몇 실시형태에서, 다양한 피크 및 주 파장을 갖는 LAG 형광체로 제한되는 단일 클래스의 형광체만이 광원의 SPD에서 G 또는 YG 방출을 제공하기 위해 사용되지만; 반면, 광원의 SPD에서 레드 방출을 제공하기 위해, 단일의 피크 파장을 갖는 폭이 좁은, 그리고 다양한 피크 파장을 갖는 폭이 넓은 두 클래스의 형광체가 사용될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, G 또는 YG 형광체의 피크 또는 주 파장과 레드 형광체의 피크 파장 사이의 분리는, G 또는 YG 형광체의 주 파장을 변경하는 동안 레드 형광체의 피크 파장을 유지하는 것에 의해 정량화되고, 그에 의해, G 또는 YG 형광체와 레드 형광체 사이의 분리의 직접적인 척도를 제공하게 된다. 따라서, LPI 응답을 계산하는 데 필요한 모든 상세가 제공되었더라도, LPI 응답을 계산하는 것보다 G 또는 YG 형광체의 주 파장 및 Duv 응답을 계산하는 것이 더 용이하다는 것을 몇몇 전문가가 발견할 수도 있다는 이점과 함께, 더 정확한 LPI 메트릭에 대한 근사 대체로서, G 또는 YG 형광체의 주 파장, 및 CIE 1960 u-v 컬러 공간에서의 컬러 포인트의 Duv에 의해, 주어진 피크 파장을 갖는, 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 또는 BR 형광체를 포함하는 광원의 컬러 선호도를 설명할 것을 대안적으로 선택할 수도 있다.
종래의 램프 타입은, Nd 흡수가 없는 그들의 대응품 램프에 비해 컬러 선호도를 향상시키기 위해 광원에 의해 방출되는 스펙트럼으로부터 옐로우 광의 일부를 흡수하도록 Nd 도핑 글래스를 활용하는 백열, 할로겐, 및 LED 램프를 포함한다. 도 5는, 글래스 돔(504) 내에 하나 이상의 백열 또는 할로겐 코일(502)을 포함하는 백열 광원 또는 할로겐 광원(500)을 예시한다. 몇몇 실시형태에서, 글래스 돔(504)은, GE reveal® 타입 백열 및 할로겐 램프에서 제공되는 바와 같이, 네오디뮴 산화물(Nd2O3)로 도핑될 수도 있다. 코일 또는 코일들로부터 방출되는 광은, 약 2700 K와 약 3200 K 사이의 상관 컬러 온도(CCT)를 통상적으로 갖는, 흑체 스펙트럼의 광과 유사하다. 이 CCT 범위는 온백색으로 칭해질 수도 있다. Nd 도핑 글래스 돔(504)은 컬러 스펙트럼의 옐로우 부분의 광을 필터링하도록 기능하며, 따라서 광원(500)의 글래스 돔(504)을 통해 방출되는 광은, Nd 글래스 필터가 없는 동일한 광원으로부터 방출되는 광에 비해, 사람 관찰자에 의해 통상적으로 선호되는 향상된 컬러 선호도, 또는 컬러 채도, 또는 컬러 콘트라스트 성능을 갖는다.
도 6a는, CCT = 2695 켈빈(Kelvin; K)을 갖는 도 5의 백열 광원(500)의 상대적인 광 출력 대 파장(또는 스펙트럼 파워 분포(SPD))의 플롯(600), 및 동일한 CCT = 2695 K를 갖는 흑체 광원의 SPD의 플롯(602)을 포함한다. 흑체 방출기(blackbody emitter)는 통상적으로, CCT < 5000(CCT > 5000 K의 경우, 주광(Daylight) 스펙트럼이 기준으로서 통상 사용된다)를 갖는 테스트 소스에 대한 테스트 광원의 색도 값의 계산에서, 임의의 테스트 광원과의 비교 대상인 기준 광원인 것으로 간주된다. 기준 광원으로서, 흑체 방출기는 CRI = 100의 값을 할당받는다. 일관성을 위해, 흑체는 LPI 메트릭에 대해 100의 기준 값을 마찬가지로 할당받는다. 흑체의 것에 대한 백열 SPD의 밀접한 유사성으로 인해, 2695 K에서의 백열 광원에 대한 값은 CRI = 99.8이고 LPI = 99.8이다. CRI의 경우, 99.8의 값은 CRI = 100의 최대 가능한 값과 거의 동일하며, 따라서 백열 광원은 CRI 메트릭에 따른 거의 이상적인 연색성(color rendering)(또는 컬러 "충실도")을 갖는다. LPI의 경우, 99.8의 값은 최대 값이 아니라 중간 값인 것으로 간주된다. 몇몇 실시형태에서, 100보다 훨씬 아래의 LPI의 값도 가능한데, 그 경우, 통상적인 관찰자는 그러한 광원을 백열 광원보다 훨씬 덜 좋아할 것으로 예상되지만, 약 LPI = 150까지의 훨씬 더 높은 값도 또한 존재할 수도 있고, 그 경우, 통상적인 관찰자는 그러한 광원을 백열 광원보다 훨씬 더 좋아할 것으로 예상된다. CRI 메트릭은, 광원이 여덟 개의 파스텔 테스트 컬러를 흑체 기준과 정확히 동일하게 렌더링하는 정도를 정량화하며, 따라서 CRI 메트릭은 컬러 공간에서의 제한된 범위의 컬러 "충실도" 메트릭이다.
도 6b는 CCT = 2695 K를 갖는 백열 광원의 SPD의 플롯(600), 및 Nd 도핑 글래스를 갖는 백열 광원(500)의 광을 필터링하는 것에 의해 획득되는, CCT = 2755 K, 약 80의 CRI 및 약 120의 LPI를 갖는 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯(604)을 포함한다. 두 SPD 사이의 차이는, 전적으로, Nd 도핑 글래스의 광의 흡수에 기인하며, 흡수의 대부분은 약 570 nm로부터 약 610 nm까지의 옐로우 범위에서 발생하고, 약한 흡수가 약 510 nm로부터 약 540 nm까지의 그린 범위에서 발생한다. 하나 이상의 실시형태에서, Nd 흡수로부터 생기는 컬러 선호도 이익은 옐로우 흡수에 기인한다.
SPD는 광 세기의 절대 스케일로, 예를 들면, 와트/nm 또는 와트/nm/cm2 또는 다른 방사량(radiometric quantity)으로 플롯될 수도 있거나, 또는 그것은, 본원에서 제공되는 바와 같이, 피크 강도에 대해 가끔은 정규화되는 상대적인 단위로 플롯될 수도 있다. 조명된 오브젝트 또는 공간의 휘도가 정상적인 명소시(photopic vision)의 범위(즉, 약 10-100 룩스보다 더 크고, 약 1,000-10,000 룩스까지(룩스=루멘/m2))에 있다는 것을 가정하면, 정규화된 SPD는 광원의 모든 측색 특성의 계산에 충분하다. SPD 곡선의 표로 만들어진 정보는 그 광원의 모든 측색 및 측광의 정확한 계산을 가능하게 한다.
도 6a에서 도시되는 백열 램프의 SPD 플롯(600)은, 임의의 파형에 유의미한 스파이크 또는 홀이 없기 때문에, 백열 램프를 매우 균형 잡힌 광원인 것으로 나타낸다. 동일한 CCT를 갖는 흑체 곡선과 밀접하게 매칭하는 이러한 평활 곡선은 뛰어난 컬러 충실도 능력을 나타낸다. 흑체 스펙트럼은, CRI 스케일, 즉, CRI = 100에 의해 완벽한 연색성을 갖도록 정의된다. 백열 램프는 통상적으로 약 99의 CRI를 갖는다. Nd 백열 램프는 통상적으로 약 80의 CRI를 갖는다. 더 낮은 CRI에도 불구하고, 대부분의 관찰자는, 특히 유기 오브젝트, 예를 들면, 사람, 음식, 나무, 직물, 및 등등이 조명되고 있는 적용에 대해, 백열 램프보다 Nd-백열 램프의 연색성을 좋아한다.
몇몇 전기적 광원과 비교했을 때, 태양광은 스펙트럼의 블루 및 그린 부분에서 아주 많은 양의 에너지를 나타내기 때문에, 태양광을 (약 5500 K의) 높은 컬러 온도를 갖는 차가운(즉, 높은 CCT의) 광원으로 만들게 된다. 따라서, SPD 다이어그램은, 다양한 램프가 그들의 광 출력의 컬러 조성에서 어떻게 차이가 나는지를 이해함에 있어서 유용하다.
몇몇 종래의 램프 타입은, Nd 흡수가 없는 그들의 대응품 램프에 비해 컬러 선호도를 향상시키기 위해 광원에 의해 방출되는 스펙트럼으로부터 옐로우 광의 일부를 흡수하도록 Nd 도핑 글래스를 활용하는 하나 이상의 LED를 포함한다. 도 7a는 하나 이상의 LED(도 7b)를 포함하는 reveal® 타입의 LED 광원(700)을 예시하며, 도 7b는 도 7a의 광원(700)의 분해도이다. LED(light-emitting diode; 발광 다이오드)는, 전기 필라멘트를 사용하는 백열 전구; 또는 플라즈마 및/또는 가스를 사용하는 형광 튜브(fluorescent tube) 또는 고휘도 방전관(high-intensity discharge tube)과 같은 레거시 광원 대신, 조명의 소스로서 반도체 LED, 유기 LED, 또는 폴리머 LED를 포함할 수도 있는 고체 상태 조명(solid state lighting; SSL) 컴포넌트의 예이다.
도 7b를 참조하면, 광 엔진(712)은 LED(706 및 708) 및 LED가 장착되는 인쇄 회로 기판(710)을 포함하는데, 인쇄 회로 기판(710)은, 조립시, 네오디뮴 산화물(Nd2O3)로 채워지는 글래스 돔(702) 내에 LED(706 및 708)가 배치되도록 하우징(704)에 부착가능하고, 그 결과 LED(706 및 708)에 의해 방출되는 광의 대부분 또는 전체는 돔(702)을 통과하게 된다. 도 7a 및 도 7b는, 전력 인가시 조명을 제공하기 위해 하나 이상의 고체 상태 조명 컴포넌트를 활용하는 LED 램프의 일 예를 묘사할 뿐이다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 도 7a 및 도 7b에서 묘사되는 특정 컴포넌트는 예시적인 목적만을 위한 것이고, 기술분야의 숙련된 자는, 의도된 용도 및/또는 다른 고려사항에 의존할 수도 있는 다른 형상 및/또는 사이즈의 다양한 컴포넌트가 활용될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들면, 하우징(704)은 상이한 사이즈 및/또는 형상을 가질 수도 있고, 고체 상태 조명 컴포넌트(706 및 708)는 조립 동안 그것에 직접적으로 및/또는 간접적으로 연결될 수도 있다.
도 8은 YG YAG 형광체 및 YAG 형광체와 크게 중첩하는 폭이 넓은 레드 질화물 형광체를 각각 여기시키는 다수의 블루 LED를 포함하며, 결과적으로 옐로우 스펙트럼에서 아주 강한 방출로 나타나게 되며, 혼합 광이 CCT = 2766 K, CRI = 91, 및 LPI = 97을 갖는 방출을 갖게 되는 온백색 LED 램프의 알려진 스펙트럼 파워 분포(SPD)의 플롯(800)(점선)을 포함하는 그래프를 예시한다. 도 8은 또한, CCT = 2777 K, CRI = 91, 및 LPI = 111을 갖는 도 7a의 reveal® 타입의 LED 광원(700)의 SPD의 플롯(810)(실선)을 예시한다. LED로부터 방출되는 광은, 약 400 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 블루 LED(802)(예를 들면, 로열 블루 InGaN)로부터의 광, 및 LED로부터의 블루 방출에 의한 형광체 재료(예컨대 YAG:Ce 형광체)의 여기에 의해 생성되는 약 500 내지 약 600 nm의 범위에서 피크 방출을 갖는 YG 광(804), 및 어쩌면, LED로부터의 블루 방출에 의한 다른 형광체(예컨대 질화물 또는 황화물 형광체)의 여기에 의해 생성되는 약 600 내지 약 670 nm의 범위에서 피크 방출을 갖는 레드 광(806)의 혼합광으로 구성될 수도 있다. 형광체 재료에 의해 흡수되지 않는 블루 LED에 의해 생성되는 블루 광 중 일부는, 형광체 재료에 의해 방출되는 광과 결합되어, 컬러에서 사람 눈에 거의 화이트인 것으로 보이는 광을 제공한다. 혼합광 스펙트럼은 또한, 흑체 스펙트럼의 것과 유사하지만, 블루 LED 방출과 YG 형광체 방출 사이의 파장 범위에서 오목부를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 광원은 또한 약 2700 K와 약 3200 K(온백색) 사이에서 상관 컬러 온도(CCT)를 가질 수도 있거나, 또는 그것은 더 높은 CCT, 아마도 약 10,000 K만큼 높은 또는 더 높은 CCT를 가질 수도 있거나, 또는 더 낮은 CCT, 아마도 약 1800 K만큼 낮은 또는 더 낮은 CCT를 가질 수도 있다. Nd 글래스는, YG 및 레드 형광체에 의해 생성되었을 수도 있는 컬러 스펙트럼의 옐로우 부분(808)의 광을 필터링하도록 기능하며, 따라서 광원(700)의 글래스 돔으로부터 방출되는 광(810)은, Nd 글래스 필터가 없는 동일한 광원으로부터 방출되는 광(800)에 비해, 사람 관찰자에 의해 통상적으로 선호되는 향상된 컬러 선호도, 또는 컬러 채도, 또는 컬러 콘트라스트 성능, 또는 백색도를 갖는다.
하나 이상의 저압 수은(Hg) 방전 램프 및 광원에 의해 방출되는 옐로우 광의 양을 감소시키도록 선택되는 가시광 방출 형광체(즉, 형광(fluorescent; FL) 또는 콤팩트 형광(compact fluorescent; CFL) 광원)의 특수 제제를 포함하는 몇몇 종래의 램프 타입도 또한, 특수 형광체 제제가 없는 그들의 통상적인 대응품 FL 또는 CFL 광원 램프에 비해, 컬러 선호도를 향상시키는 것으로 알려져 있다. 도 9는, 옐로우 스펙트럼에서 상대적으로 낮은 방출을 갖는 형광체(904)의 커스텀화된 혼합물로 코팅된 저압 Hg 방전관(902)을 포함하는 reveal® 타입의 CFL 광원(900)을 예시한다.
도 10은 또한, CCT = 2582 K, CRI = 69, 및 LPI = 116을 갖는 도 9의 reveal® 타입의 LED 광원(900)의 알려진 스펙트럼 파워 분포(SPD)의 플롯(1000)을 포함하는 그래프를 예시한다. 도 10은 또한, CCT = 2755 K를 갖는 도 5의 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯(604)을 예시한다. (CFL 램프로부터의) 혼합광 스펙트럼 플롯(1000)은, CCT = 2582 K를 갖는 흑체 스펙트럼과 근사하는 광을 방출하도록 설계되는 다수의 폭이 좁은, 그리고 약간의 폭이 넓은 방출 대역으로 구성된다. Nd 백열 SPD 플롯(604)과 비교하여, 레드 및 그린에서의 향상, 및 옐로우에서의 억제는, CFL 제품에 대해 이용가능한 레드 및 그린 형광체의 한계를 고려해볼 때, 유사하다. 광원은 또한, 약 2700 K와 약 3200 K(온백색) 사이에서 상관 컬러 온도(CCT)를 가질 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 광원은 더 높은 CCT(예를 들면, 약 10,000 K 이상만큼 높음), 또는 더 낮은 CCT(예를 들면, 약 1800 K 이하만큼 낮음)를 가질 수도 있다. 스펙트럼의 옐로우 부분에서 상대적으로 낮은 방출을 갖는 광원(900)의 혼합광 스펙트럼 플롯(1000)은, 전통적인 형광체 혼합물을 갖는 동일한 광원으로부터 방출되는 광에 비해, 사람 관찰자에 의해 통상적으로 선호되는 향상된 컬러 선호도, 또는 컬러 채도 또는 컬러 콘트라스트 성능을 갖는다.
몇몇 추가적인 종래의 램프 타입은, 옐로우 파장 범위에서 오목부를 생성하도록 충분히 분리된 피크 파장을 갖는 그린 및 레드 형광체를 갖는 하나 이상의 LED를 포함하며, 예를 들면, 식료품점 응용분야에서 정육, 야채, 및 농산물(예를 들면, 과일)의 컬러를 향상시키기 위해 사용된다. 도 11은, 옐로우 파장 범위에서 오목부를 생성하도록 충분히 분리된 피크 파장을 갖는 그리고 CCT = 2837 K, CRI = 74, 및 LPI = 124를 갖는 그린 및 레드 형광체를 구비하는 알려진 광원의 SPD의 플롯(1100)을 포함하는 그래프를 예시한다. LED로부터 방출되는 광은, 블루 LED로부터의 방출에 의해 생성되는 약 400 nm 내지 약 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 블루 광 방출(1102), LED로부터의 블루 방출에 의한 그린 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 500 nm 내지 약 580 nm의 범위의 피크 파장 및 약 80 nm의 FWHM(1108)을 갖는 그린 광 방출(1104), 및 LED로부터의 블루 방출에 의한 레드 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 600 nm 내지 약 670 nm의 범위의 피크 파장 및 약 100 nm의 FWHM(1110)을 갖는 레드 광 방출(1106)로부터의 광의 혼합으로 구성될 수도 있다. 블루 LED에 의해 생성되는 블루 광 중, 형광체 재료에 의해 흡수되지 않고 그린 및 레드 형광체 재료에 의해 방출되는 광과 결합되는 일부 블루 광은, 컬러에서 사람 눈에 거의 화이트인 것으로 보이는 광을 제공한다. 혼합광 스펙트럼은 블루 LED 방출(1102)과 그린 형광체 방출(1104) 사이의 파장 범위에서 오목부를 가질 수도 있고, 그린 형광체 방출(1104)과 레드 형광체 방출(1106) 사이의 옐로우 파장 범위에서 제2 오목부를 포함할 수도 있다. 광원은 또한 약 2700 K와 약 6000 K 사이의 CCT를 가질 수도 있거나, 또는 그것은 더 높은 CCT, 예를 들면, 약 10,000 K만큼 높은 또는 더 높은 CCT를 가질 수도 있거나, 또는 더 낮은 CCT, 예를 들면, 약 1800 K만큼 낮은 또는 더 낮은 CCT를 가질 수도 있다. 528 nm에서 그린 형광체 방출(1104)의 피크 및 645 nm에서 레드 형광체 방출(1106)의 피크의 분리로부터 유래하는 SPD 플롯(1100)의 옐로우 부분에서의 감소된 방출은 광원 스펙트럼 플롯(1100)을 제공하며, 약 124의 LPI로 나타나게 된다. 이 알려진 광원에서의 상대적으로 높은 LPI 값은, 본 개시의 실시형태의 G 또는 YG LAG 형광체의 동일한 조성이 아닌 그린 형광체의 (약 528 nm에서의) 블루 시프트 피크(blue-shifted peak) 및 상대적으로 폭이 좁은 FWHM(약 80 nm)에 기인한다. 하기의 하나 이상의 실시형태에서 설명되는 20개의 상이한 LAG 형광체 실시형태에 의해 나타내어지는 바와 같이, G 또는 YG LAG 형광체의 FWHM는 일반적으로 약 100 내지 약 110 nm의 약간 폭이 더 넓은 범위의 FWHM, 및 약 510 nm로부터 약 560 nm까지의 피크 파장의 범위를 갖는다.
도 12는, 450 nm 근처에서 피크를 이루는, 그리고 80 nm 근처에서 FWHM를 가지며 545 nm 근처에서 피크를 이루는 YG 형광체에 가우시안 근사하는 블루 LED, 및 20 nm 근처에서 FWHM를 가지며 635 nm 근처에서 피크를 이루는 레드 LED를 포함하는 이상적으로 된(idealized) LED 광원의 SPD의 그래프를 예시하는데, CCT = 2700 K 및 Duv = -0.010을 가지며, 대략적으로 약 145의 최대 실용적인 LPI 값을 제공한다.
조명 선호도 지수(LPI) 메트릭에 대한 스펙트럼 성분 선택의 영향을 더 잘 이해하고 전달하기 위해, 스펙트럼 모델을 사용하여, 상세한 실험 계획법(design of experiments; DoE)이 수행되었다. 실험은, LPI 및 통상적인 관찰자의 컬러 선호도 응답을 최대화하기 위해, 그리고 미래의 조명 제품의 설계를 가이드하기 위해, 최적의 스펙트럼 피쳐의 식별을 허용하였다. 이 DOE는 발광 성분, 특히 상업적으로 입수가능한, 또는 쉽게 제조되는 그린(G) 또는 옐로우-그린(YG) 가넷 형광체, 및 폭이 좁은 레드(NR) 또는 폭이 넓은 레드(BR) 형광체 중 어느 하나의 사용을 포함하는 광원의 LPI를 향상시키기 위한 발광 성분의 조성을 식별하도록 설계되었다.
각각의 스펙트럼은, 복합 스펙트럼으로 중첩되는 세 개의 성분(공칭 블루, 그린, 및 레드)으로 구성된다. 도 13에서 도시되는 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 블루 방출 성분(1302)은, 약 450 nm에서 피크를 이루며, 약 15 nm의 FWHM(1304)을 갖는 블루 LED의 것이다. 이 파장은 대부분의 백색 광원에서 현재 사용되는 통상적인 블루 LED를 대표하도록 선택되었다. 약 400 nm 내지 약 460 nm의 범위의 피크 파장과 같은 특성을 갖는, 그리고 약 50 nm 미만의 FWHM을 갖는 다른 적절한 블루 방출 성분이 사용될 수도 있다. LPI 컬러 메트릭은, 그린 및 레드 방출에 대해서보다 블루 방출에 대해 상대적으로 훨씬 덜 민감하다. 이것은, 블루(102)에서의 망막 반응이 그린(104) 및 레드(106)와는 명확하게 차별되지만, 그린 및 레드 응답은 서로 명확하게 구별되지 않는 도 1a로부터 이해될 수 있다. 블루 특성에 대한 LPI의 상대적인 둔감성 때문에, 이 DOE의 결과는, 블루 또는 바이올렛 범위(예를 들면, 약 400 내지 약 460 nm)에서 피크 파장을 갖는 그리고 약 50 nm보다 적은 임의의 FWHM을 갖는 임의의 블루 광원에 의해 주어지는 결과를 나타낼 것으로 예상된다.
하나 이상의 실시형태에서, 그린 성분은, 상업적으로 입수가능한, 또는 쉽게 제조되는 LAG 형광체의 보통의 범위를 나타내는 약 515 nm에서부터 약 545 nm까지의 피크 파장의 범위를 갖는 4개의 상이한 G 또는 YG LAG 형광체 방출(도 14)의 계열을 사용하여 모델링될 수도 있다. LAG 형광체의 이 선택은, 도 14에서 도시되는 바와 같이, Intematix Corporation으로부터 상업적으로 입수가능한 형광체의 세트에 기초한다. 다른 적절한 LAG 형광체가 사용될 수도 있다. 또한, 그린 성분의 방출 스펙트럼은, LPI 응답의 추가적인 최적화를 가능하게 하는 경향을 발견하기 위해, 4개의 상업적으로 입수가능한 형광체의 각각의 실제 방출 스펙트럼으로부터 +5 nm, -5 nm, +10 nm, 및 -10 nm만큼 변하도록 허용된다. 따라서, 전체적으로, DoE는, 약 505 nm에서부터 약 555 nm까지의 피크 파장의 총 범위를 갖는 20개(= 4개의 형광체 * (1개의 시프트되지 않은 스펙트럼 + 4개의 시프트된 스펙트럼))의 상이한 그린 성분을 포함하였다. 시프트된 그린 성분의 각각의 반치전폭(FWHM), 예를 들면, 1404는, 약 103 nm에서부터 약 107 nm까지의 FWHM의 범위에 이르는 대응하는 시프트되지 않은 상업적으로 입수가능한 형광체, 예를 들면, 1402의 것과 동일하게 일정하게 유지된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, G 또는 YG LAG 형광체는, 1) Y, Lu, Sc, La, Gd, Tb, 및 Sm으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소, 및 2) Al, Ga, 및 In으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 가넷 형광 재료를 포함하며, Ce로 활성화되는 형광체의 계열을 포함할 수도 있는데, 여기서 가넷 형광 재료는 Ce로 도핑되는 루테늄 알루미늄 가넷(LAG, Lu3Al5O12), 즉 LAG:Ce3+으로 더 제한된다.
하나 이상의 실시형태에서, 레드 성분은, 네 개의 상이한 BR 질화물 형광체 방출(도 15) 및 NR 형광체(도 16)의 계열을 사용하여 모델링될 수도 있다. BR 질화물 형광체 통상적으로 CaAlSiN3:Eu2 +의 일반식에 의해 표현된다. 이들 BR 질화물 형광체 재료는 UV 및 블루 광을 강하게 흡수하고, 예를 들면, 약 80 nm 내지 약 120 nm의 FWHM(예를 들면, 1504)를 가지고 약 600 nm와 약 680 nm 사이(예를 들면, 1502)에서 효율적으로 방출하여, 딥 레드에서 아주 강한 방출을 제공한다. 많은 NR 형광체(도 16)가 알려져 있으며, 이들 중 일부는, 미국 특허 제7,358,542호, 미국 특허 제7,497,973호, 및 미국 특허 제7,648,649호에서 설명되는 것과 같이, Mn4 +에 의해 활성화되는 복합 불화물 재료에 기초한다. Mn4 + 도핑된 형광체는 식 Ax[MFy]:Mn4+을 갖는데, 여기서 A(알칼리)는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고; M(금속)은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이고; x는 [MFy] 이온의 전하의 절대 값이고; y는 5, 6 또는 7이다. 이들 재료는 블루광을 강하게 흡수하고, FWHM가 30 nm보다 훨씬 더 작고 도시되는 바와 같이 통상적으로 약 5 nm(1606)이기 때문에, 약 딥 레드 또는 근적외선 방출이 거의 없이, 약 610 nm와 660 nm 사이에서 효율적으로 방출한다(예를 들면, 1602). 이 특정한 NR 형광체가 여러 개의 폭이 좁은 피크로 구성되긴 하지만, 주요 피크를 둘러싸는 전체 폭은 여전히 30 nm보다 훨씬 더 작고, 도시되는 바와 같이 통상적으로 약 20 nm이다(1604). 하나 이상의 실시형태에서, 본 발명의 NR 형광체는 약 631 nm에서 피크 파장을 갖는데, 미국 특허 제7,358,542호, 미국 특허 제7,497,973호, 및 미국 특허 제7,648,649호에서 설명되는 바와 같은 상업적으로 입수가능한 PFS를 나타낸다. 따라서, 하나 이상의 실시형태에서, BR 형광체 없이 NR 형광체만을 포함한 DoE 런에서, NR 형광체는 단일의 유니크한 레드 성분만을 포함했다. 다른 실시형태에서, 이 특정한 NR 형광체는, NR 형광체에 의해 제공되는 것과 아주 유사한 컬러 선호도 이익을 제공하기 위해, 유사한 피크 파장을 갖는 다른 NR 형광체에 의해 대체될 수도 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 폭이 넓은 레드 성분은, 상업적으로 입수가능한, 또는 쉽게 제조되는 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 일반적인 범위를 나타내는 약 620 nm에서부터 약 670 nm까지의 피크 파장의 범위를 갖는 4개의 상이한 BR 질화물 형광체 방출의 계열을 사용하여 모델링될 수도 있다. 따라서, 하나 이상의 실시형태에서, NR 형광체 없이 BR 질화물 형광체만을 포함한 런에서, BR 질화물 형광체는 4개의 상이한 성분을 포함했다. 또한, 레드 성분의 방출 스펙트럼은, LPI 응답의 추가적인 최적화를 가능하게 하는 경향을 발견하기 위해, 4개의 상업적으로 입수가능한 BR 질화물 형광체의 각각의 실제 방출 스펙트럼으로부터 +5 nm, -5 nm, +10 nm, 및 -10 nm만큼 변하도록 허용된다. 따라서, 하나 이상의 실시형태에서, 약 610 nm에서부터 약 680 nm까지의 피크 파장의 총 범위를 갖는 20개(= 4개의 형광체 * (1개의 시프트되지 않은 스펙트럼 + 4개의 시프트된 스펙트럼))의 상이한 BR 성분이 실행되었다. 시프트된 BR 성분의 각각의 반치전폭(FWHM)은, 약 86 nm에서부터 약 93 nm까지의 FWHM의 범위에 이르는 대응하는 시프트되지 않은 상업적으로 입수가능한 형광체의 것과 동일하게 일정하게 유지된다. 도 15는, 사용되었던 20개의 레드 성분 중 네 개의 시프트되지 않은 성분의 SPD를 디스플레이한다.
하나 이상의 실시형태에서, DoE는 레드 형광체에 의해 구별되는 세 개의 그룹으로 나누어졌다: NR PFS 형광체만을 포함하는 그룹 1(LAG + PFS); 상업적으로 입수가능한 레드 질화물 형광체를 나타내는 20개의 BR 질화물 형광체의 각각을 개별적으로 포함하는 그룹 2(LAG + Nit); 단일의 NR 형광체와 조합한 20개의 BR 질화물 형광체의 각각에 대해 (BR 파워)/(BR 파워 + NR 파워) ≡ BR/R ≡ n = 0.25, 0.50, 0.75가 되도록 25%씩 증가하는 BR 파워 대 NR 파워(도 15 및 도 16에서 제공되는 바와 같이, 레드 방출의 전체 파장 범위에 걸쳐 합산되는 방출된 파워)의 3개의 비율을 포함하는 그룹 3(LAG + PFS + Nit). 그룹 3 DoE의 이들 3개의 서브셋을 그룹 3a(n = 0.25), 그룹 3b(n = 0.50), 및 그룹 3c(n = 0.75)로서 나타낼 것이다. n = 0 및 1의 제한적인 경우는 그룹 1(LAG + PFS) 및 그룹 2(LAG + Nit) DoE에 각각 대응한다는 것을 유의한다. 3개의 그룹으로의 DoE의 분할은, 결과를 전달하기 위한 편의성의 문제이다. 사실, 비율 BR/R = n은 0.0에서부터 1.0까지 연속하는 범위를 가질 수 있는데, 이 경우 n = 0 및 n = 1의 제한적인 경우는, 각각, DoE의 그룹 1(LAG + PFS) 및 그룹 2(LAG + Nit) 부분에 대응한다. 여기서는 n = 0.25, 0.50, 및 0.75의 3개의 별개의 레벨을 갖는 것으로 나타내어지지만, 그룹 3은 실제로는 0.0 < n < 1.0의 연속하는 범위에 대한 LPI에 대한 전달 함수를 제공하고; 그룹 1 및 그룹 2로부터의 결과를 조합하여, 0.0 ≤ n ≤ 1.0의 연속하는 범위에 대한 LPI에 대한 전달 함수를 제공한다. 레드 질화물 및 PFS 방출기의 혼합물은, NR 대 BR 방출기를 갖는 발광체의 측색 및 측광 성능에서의 절충으로 인해 하나 이상의 실시형태에서 사용될 수도 있는데, 그 절충에 의해, NR 방출기는 명소시 눈 응답 곡선의 원위 테일(far tail)의 파장에서 방사선의 양을 감소시키는 것에 의해 효율을 향상시킬 수도 있고, 반면 BR 방출기는, 효율을 대가로, 연색성 또는 컬러 선호도를 향상시킬 수도 있다.
1931 CIE 컬러 공간에서 컬러 포인트를 유니크하게 정의하고, 뿐만 아니라 SPD를 유니크하게 정의하기 위해, 블루, 그린 및 레드 방출기의 방출된 파워의 비율이 조정되어, 두 개의 필요로 되는 자유도를 제공하였다. DoE는 10 개의 별개의 컬러 포인트에서 개별적으로 수행되었다 - 두 개의 CCT(2700 K 및 3000 K)의 각각에서; 그리고 다섯 개의 Duv 값: (흑체 궤적 상의) 0.000, -0.005, (백체 라인 근처의) -0.010, -0.015, 및 -0.020의 각각에서.
3개의 그룹의 각각의 10개의 컬러 포인트의 각각에서, 블루, 그린, 및 레드 성분의 모든 조합이 생성되었는데, 그룹 1 DoE의 10개의 컬러 포인트의 각각에서 20개의 유니크한 조합(1개의 블루 × 20개의 그린 × 1개의 레드); 그룹 2 DoE의 10개의 컬러 포인트의 각각에서 400개의 유니크한 조합(1개의 블루 × 20개의 그린 × 20개의 레드); 및 그룹 3 DoE의 10개의 컬러 포인트의 각각에서 1200개의 유니크한 조합(1개의 블루 × 20개의 그린 × 20개의 레드 × 3개의 레드 비율)로 나타나고; 총합해서, 10개의 컬러 포인트의 각각에서 3개의 그룹의 1620개의 유니크한 조합; 10개의 컬러 포인트에 걸쳐 전체적으로 16,200개의 유니크한 조합(SPD)으로 나타났다. 16,200개의 조합의 전체 세트를 DoE로 종종 칭할 것이다. 그 다음, 조명 선호도 지수(LPI) 값이 DoE의 각각의 스펙트럼에 대해 계산되었고, 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 BR 질화물 형광체 또는 NR 형광체 중 어느 하나를 포함하는 현재 상업적으로 이용가능한 LED 광원으로부터 달성될 수 있는 LPI에 대한 절충 및 경향에 대해 분석되었다.
상기에서 설명되는 바와 같은 DoE의 주목할만한, 그리고 예상치 못한 결과는, DoE의 독립적인 변수 중 두 개: LAG 형광체의 주 파장(즉, DomLAG); 및 Duv를 사용하는 닫힌 형태의 분석 근사(closed-form analytic approximation)에 의해, LPI(및 따라서 관찰자의 컬러 선호도)가 DoE에서 임의의 주어진 레드 방출기에 대해 충분히 잘 예측될 수 있다는 것이다. DoE의 결과를 주 파장의 관점에서 나타내기 위해, 도 17 내지 도 21은 DoE에서의 20개의 G 또는 YG 및 20개의 BR 형광체의 각각을 그것의 주 파장에 의해 정의하도록 기능한다. 광원의 피크 파장은, 방출된 강도가 최대가 되는 파장인 반면, 주 파장은, 광원의 색조(지각된 컬러)와 가장 가깝게 매치하는 순수 단색 광의 파장이다. 도 17a에서 묘사되는 바와 같이, 광원의 주 파장은, 무색(achromatic) D65 컬러 포인트(1706)에서 시작하고 테스트 광원의 컬러 포인트(1708)를 통과하는 벡터가 스펙트럼 궤적(1702)과 교차하는, 스펙트럼 궤적(1702)(CIE 1931 컬러 공간(1700)의 둘레) 상의 포인트(1704)로서 공식적으로 정의된다(Wyszecki 및 Stiles의 Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, Wiley-Interscience; 2 edition (August 8, 2000)를 참조하라). 스펙트럼 궤적(1702)을 따르는 파장, 예를 들면, 580 nm(1712)는 10 nm 이상의 증가 단위로 라벨링된다. 도 17b에서는, DoE에서 사용가능한 상업적으로 입수가능한 방출기의 컬러 포인트가 CIE 1931 컬러 공간(1700)에서 도시된다: (도 13에서와 같은) 약 450 nm에서 피크 파장을 갖는 블루 LED(1722); (도 14에서와 같은) 4개의 G 또는 YG LAG 형광체(1724); 및 (도 16에서와 같은) 약 631 nm에서 피크 파장을 갖는 단일의 NR 형광체(1726). 도 17c는 도 17b와 동일하지만, 그러나, 단일의 NR 형광체 대신, (도 15에서와 같은) DoE에서 사용되는 4개의 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체(1728)를 도시한다.
도 18a에서는, DoE에서 사용되는 20개의 G 또는 YG 형광체의 컬러 포인트(1834)가 1931 CIE 컬러 공간(1800)의 줌인된 뷰에서 도시된다: 네 개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의 각각의 변형체와 함께, 4개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체, 이 경우 방출 스펙트럼은 +10 nm, +5 nm, -5 nm, 및 -10 nm만큼 시프트되는데, 시스템적으로 파라미터화된 광범위하고 상이한 G 또는 YG LAG 형광체를 나타낸다. 도 18b에서는, 현재 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의 전체 범위를 본질적으로 나타내는 14개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의 컬러 포인트(1844)가, DoE에서 사용되었던 도 18a의 20개의 G 또는 YG 형광체(1834)와 함께, 1931 CIE 컬러 공간(1800)의 줌인된 뷰에서 도시된다. DoE에서 사용되는 20개의 시스템적으로 파라미터화된 G 또는 YG 형광체의 그룹의 컬러 포인트와 14개의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의 비교로부터, 현재 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체의 범위는 DoE에서 완전히 표현된다는 것이 명백하다.
도 19a에서는, DoE에서 사용되는 20개의 BR 형광체의 컬러 포인트(1938)가 1931 CIE 컬러 공간(1900)의 줌인된 뷰에서 도시된다: 네 개의 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 각각의 변형체와 함께, 4개의 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체, 이 경우 방출 스펙트럼은 +10 nm, +5 nm, -5 nm, 및 -10 nm만큼 시프트되는데, 시스템적으로 파라미터화된 광범위하고 상이한 BR 형광체를 나타낸다. 도 19b에서는, 현재 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 전체 범위를 본질적으로 나타내는 14개의 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 컬러 포인트(1948)가, DoE에서 사용되었던 도 19a의 20개의 BR 형광체(1938)와 함께, 포함된다. DoE에서 사용되는 20개의 시스템적으로 파라미터화된 BR 형광체의 그룹의 컬러 포인트와 14개의 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 비교로부터, 현재 상업적으로 입수가능한 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 범위는 DoE에서 완전히 표현된다는 것이 명백하다.
광원의 피크 파장은, 방출된 강도가 최대가 되는 파장이고, 한편 주 파장은, 광원의 색조(지각된 컬러)와 가장 가깝게 매치하는 순수 단색 광의 파장이다는 것을 고려하면, 형광체의 컬러를 부분적으로 설명하는 이들 두 개의 파장 메트릭을 비교하는 것이 유익하다. 도 20은, DoE에서 사용되는 20개의 G 또는 YG 형광체에 대한 주 파장과 피크 파장 사이의 관계를 도시한다. 본원에서 도시되는 바와 같이, 주 파장은, 일반적으로, YG 형광체의 각각에 대한 피크 파장보다 더 길다. 이것은, 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 형광체 방출의 비대칭성에 주로 기인할 수도 있는데, 여기서 긴 파장 테일은 방출 스펙트럼의 각각의 짧은 파장 테일보다 폭이 더 넓고, 그 결과 각각의 스펙트럼의 지각된 색조는, 각각의 G 또는 YG 형광체의 피크 파장보다 더 긴 파장을 갖는 단색 방출기에 의해 최상으로 나타내어질 것으로 예상될 수도 있다. 도 21은, DoE에서 사용되는 20개의 BR 형광체에 대한 주 파장과 피크 파장 사이의 관계를 도시한다. 본원에서 도시되는 바와 같이, 주 파장은, 일반적으로, BR 형광체의 각각에 대한 피크 파장보다 더 짧다. 이것은, 도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 피크 파장의 우측으로 형광체 방출의 파장이 극단적으로 더 긴 것에 주로 기인할 수도 있는데, 여기서 긴 파장 테일은 눈 응답(도 1a)의 파장을 넘어 멀리 연장하고, 그 결과 방출 스펙트럼의 좌측 절반은, 각각의 BR 형광체의 피크 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 단색 방출기에 의해 각각의 스펙트럼이 최상으로 표현될 것으로 예상될 수도 있도록, 스펙트럼의 우측 절반보다 지각된 색조에 더 강한 영향을 끼친다.
본원의 실시형태의 각각이 블루 광원, 그린 또는 옐로우-그린 가넷 형광체, 폭이 좁은 레드 다운컨버터 및/또는 폭이 넓은 레드 다운컨버터를 구비하는 것으로 설명되지만, 적어도 하나의 블루 광원이 사용될 수도 있고, 적어도 하나의 그린 또는 옐로우-그린 가넷 형광체가 사용될 수도 있고, 적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터가 사용될 수도 있고, 및/또는 적어도 하나의 폭이 넓은 레드 다운컨버터가 사용될 수도 있다는 것을 유의한다.
그룹 1 DoE(LAG + PFS)는 1개의 블루 LED, 20개의 G 또는 YG LAG 형광체, 및 1개의 NR PFS 형광체의 모든 조합을 포함하여, 방출기의 20개의 유니크한 조합(1개의 B × 20개의 G 또는 YG × 1개의 NR)으로 나타났으며, 이에 의해, 20개의 유니크한 방출기 조합의 각각에 대한 블루:그린:레드의 방출된 파워의 비율은 10개의 컬러 포인트(2700 K 및 3000 K; Duv = 0.000, -0.005, -0.010, -0.015, -0.020)의 각각을 달성하도록 변경되어, 200개의 유니크한 SPD로 나타났다. 하나 이상의 실시형태에서, 조명된 오브젝트 또는 공간의 휘도가 정상적인 명소시의 범위(즉, 약 10-100 룩스보다 더 크고, 약 1,000-10,000 룩스까지(룩스=루멘/m2))에 있다는 것을 가정하면, 각각의 정규화된 SPD는 광원의 모든 측색 특성의 계산에 충분하다. 2700 K에서 컬러 포인트의 DomLAG(x축) 및 Duv(y축)에 대비한 주목하는 측색 응답인 LPI가 도 22a에서 플롯되어 있다. 3000 K에서 컬러 포인트의 DomLAG 및 Duv에 대비한 LPI가 도 22b에서 도시된다. 하나 이상의 실시형태에서, 옐로우-그린 가넷 형광체(이 예에서는 LAG)의 주 파장은 548 nm 내지 약 566 nm의 범위에 있을 수도 있다. 도 23에서, 그룹 1 DoE에서 사용되는 200개의 유니크한 SPD의 DomLAG 및 Duv 값은, 5개의 상이한 Duv의 각각에서 20개의 상이한 DomLAG의 그룹으로서, LPI 등가 등고선(iso-contour)의 음영의 백그라운드 상에 중첩되어 도시된다. 다른 적절한 Duv 레벨이 사용될 수도 있다. 본원에서 표시되는 Duv의 범위 내의 Duv 레벨의 연속체에 대해 유사한 등고선 플롯이 표시될 수 있는데, 유사한 경향이 달성된다. 도 22a, 도 22b에서 도시되는 LPI에 대한 평활한 곡선은 데이터에 대한 통계적으로 최적화된 ANOVA 회귀 적합(regression fit)으로부터 획득되는데, 여기서 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG)이고, 4차(quartic)만큼 높은 다항식 항 및 모든 결과적으로 나타나는 변수 상호작용을 포함하고, 0.99보다 큰 조정된 R2(조정된 R2 > 0.99)를 갖는 전달 함수를 제공한다. 기술 분야에서 숙련된 자는, (4차만큼 높은 항이 LPI에 대한 전달 함수에 포함되더라도) 120 및 그 이상의 LPI 값을 갖는 LPI 등고선에서 2차(quadratic)보다 더 높은 차수를 갖는 피쳐의 상대적인 부족이 존재한다는 것, 및 제시되는 등고선 사이에서 평활한 전이가 존재하고, 그 결과 LPI에 대한 전달 함수는, 기저의 200개의 별개의 DoE 런의 평활하고 연속적인 표현이다는 것을 예측하는 것이 합리적이다는 것을 인식할 것이다. 기술 분야에서 숙련된 자는, LPI 등고선 플롯에 의해 표현되는 바와 같은 전달 함수 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG)에 의해, 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체로 구성되는 SPD의 모든 200개의 조합을 나타내는 솔루션이 아주 낮은 오차(R2 > 0.99)를 가지고 정량적으로 설명된다는 것을 이해할 것이다. 그에 의해, LPI 등고선 플롯에 의해 표현되는 바와 같은 전달 함수 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG)는, DoE에서의 별개의 런에 의해 경계가 정해지는 범위 내의 모든 CCT, Duv 및 DomLAG에 대해 유효한 것으로 간주된다.
약 450 nm에서 블루 LED의 피크 파장(2402)을, 약 526 nm에서 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 파장(2404)을, 약 631 nm에서 NR PFS 형광체의 피크 파장(2406)을 나타내는, CCT = 2700 K에서 약 552 nm의 DomLAG, 및 약 -0.010의 Duv에 대응하는, 약 141의 최고 LPI 값을 갖는 그룹 1 DoE(LAG + PFS)에서의 특정한 SPD(2400)가 도 24에서 도시되는데; 유사한 CCT를 각각 구비하는 reveal® 백열 램프의 SPD(604)와 그리고 흑체 방출기의 SPD(602)와 비교된다.
도 22a, 도 22b는, 2700 K 및 3000 K 둘 다에서, 광원의 컬러 포인트가 흑체 궤적(Duv = 0000) 상에 있으면, LPI는, 3000 K의 CCT 및 약 557 nm에서의 DomLAG을 제외한 모든 DomLAG에서(즉, 임의의 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체에 대해) 120(대략적으로, 종래 기술에서 발견되는 LPI에 대한 상한) 미만이다는 것을 설명한다. Duv가 감소됨에 따라, LPI는 모든 DomLAG에서 일반적으로 증가하며, 식 (1)에 따라 LPI의 백색도 성분이 최대화되는 Duv의 값인 약 -0.010의 Duv의 최대 값에 도달하여, 약 Duv = -0.010에서 수평선 근처의 LPI의 등가 등고선에서 상당한 정도의 수직 대칭으로 나타나게 된다. Duv가 Duv = 0.000으로부터 Duv = -0.010으로 진행하는 것에 의해, LPI 식의 백색도 성분은 0에서 1로 증가하고, 식 (7)에 기초하여 LPI에서의 19 포인트 증가로 나타나게 된다. 마찬가지로, Duv가 Duv = -0.010에서부터 Duv = -0.20으로 진행함에 따라, 백색도 성분은 1에서 0으로 감소하여, LPI에서 19 포인트 감소로 나타나게 된다.
일반적으로, 주어진 Duv에서 DomLAG를 감소시키면 LPI는 증가하는데, 이것은, G 또는 YG 방출기와 폭이 좁은 레드 방출기 사이의 파장에서의 분리에 주로 기인할 수도 있고, 옐로우에서 통상적으로 큰 방출을 감소시키거나, 또는 심지어, 레드-그린 반대 컬러, 및 블루-옐로우 반대 컬러의 지각된 채도를 향상시키는 오목부를 스펙트럼의 옐로우 부분(예를 들면, 약 570 내지 약 600 nm)에 생성한다. 그러나, 흑체(약 0.000의 Duv) 근처의 컬러 포인트의 경우, LPI는 약 557 nm의 DomLAG 값으로 최대화되고, 한편 백체 라인(약 -0.010의 Duv) 근처의 컬러 포인트의 경우, LPI는 약 551 nm의 DomLAG 값으로 최대화된다. 상업적으로 입수가능한 방출기의 이 세트(블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 NR 형광체)에 대한, 도 22a, 도 22b에서의 이들 두 지배적인 경향: -0.010 근처의 Duv에서 LPI가 최대 값을 향하는 경향이 있다는 것; 및 더 짧은 DomLAG에 대해 LPI가 최대 값을 향하는 경향이 있다는 것은, 컬러 현시에 대한 대용(surrogate)으로서의 DomLAG, 및 백색도를 규정하는 Duv 항만을 포함하는 닫힌 형태의 분석식에서 LPI 등고선이 근사될 수도 있을 것이다는 것을 암시한다. 120 및 그 이상의 값을 갖는 LPI 등고선에서 고차 불규칙성의 일반적인 부재는, 이들 높은 LPI 등고선에 대한 이러한 분석적 근사가, DoE에서 생성될 LPI 등고선의 대부분 또는 전체에 대해 유효한 상대적으로 간단한 포맷을 가질 수도 있을 것이다는 것을 암시한다. 하나 이상의 실시형태에서, 높은 LPI 등고선의 시각적 현시는, 높은 LPI 등고선에 대해 타원이 최적의 적합을 제공할 수도 있을 것이다는 것을 암시한다. 하기의 식 (9)의 일반적인 형태는, 120 이상의 LPI를 갖는 도 22a, 도 22b의 모든 LPI 등고선에 대한 타원 근사와 정확한 LPI 등고선 사이의 일치를 제공하고 있다:
식 (9)
CCT에 대비한 LPI의 경향은 식 (9)의 간단한 선형 항에 의해 정확하게 설명될 수도 있다. 식 (9)에서의 계수 a 및 b에 대한 값, 및 오프셋 파라미터 x0 및 y0는, 도 22a, 도 22b에 대한 120 및 그 이상의 각각의 LPI 값에 대한 하기의 테이블 2에서 주어진다.
테이블 2의 LPI = 120 칼럼으로부터의 a, b, x0, 및 y0에 대한 값을, 식 (9)에 대입하면, LPI = 120에 대한 정확한 등고선에 대한 타원 근사에 대한 명시적인 식이 하기의 식 (9a)로 나타난다.
식 (9a)
식 (9b)
식 (9c)
식 (9d)
식 (9e)
식 (9a-9e)는, CCT = 2700의 경우에 도 25a에서 도시되는 점선의 타원을, 그리고 CCT = 3000 K의 경우에 도 25b에서 도시되는 점선의 타원을 제공한다. 도 25a, 도 25b에서 알 수 있는 바와 같이, 설계 공간의 아주 작은 부분을 나타내는, 약 -0.015 미만의 Duv의 값 및 554 nm 미만의 DomLAG와 관련되는 컬러 포인트를 구비하는 도 25a, 도 25b의 영역에서, 점선의 타원 근사는, 임의의 LPI 등고선 상에서, 135 이상의 값을 갖는 임의의 위치에서 LPI에서 약 2 포인트를 초과하지 않는; 그리고 임의의 LPI 등고선 상에서 130 이상의 값을 갖는 임의의 위치에서 LPI에서 약 5 포인트를 초과하지 않는; 그리고 120 및 125 LPI 등고선 상의 위치에서만 LPI에서 약 5 포인트, 최대 8 포인트까지 초과하는 양만큼 각각의 정확한 LPI 등고선으로부터 벗어난다. 또한, 편차가 LPI에서의 1 또는 2 포인트보다 더 큰 임의의 영역에서 각각의 타원의 점선 곡선은 그 각각의 실선의 곡선 내부에 놓이도록 선택되었고, 그 결과 각각의 점선의 곡선은 그 각각의 실선의 곡선의 보수적인 표현이다. 약 5 포인트보다 더 작은, 특히 약 2 포인트보다 더 작은 CRI 값에서의 차이는, 일반적으로, 대부분의 관찰자에 의해 지각될 수 없다는 것이 알려져 있다. LPI로 작업할 때, 약 5 포인트 미만의, 특히 약 2 포인트 미만의 LPI 값은, 일반적으로, 대부분의 관찰자에 의해 지각될 수 없다는 것이 또한 관측되었다. CRI로 획득되는 것과 유사한 정도의 정량적 차별화를 LPI를 사용하여 제공하기 위해, LPI 스케일이 CRI 스케일에 비례하도록 의도적으로 만들어졌기 때문에, 이것은 예측될 것이다. 따라서, 점선의 타원은, LPI = 120 및 125 등고선의 작은 부분을 제외한, 실제 실선의 LPI 등고선에 대한 수용가능한 근사를 제공하고; 편차가 LPI에서 약 1 또는 2 포인트를 초과하는 경우, 점선의 근사는 실제 실선의 LPI 곡선보다 더 보수적일 수도 있다.
도 26a에서, 그룹 1 DoE(LAG + PFS)에서, CCT = 2700의 경우에 LPI = 120 등고선에 대한 식 9a에 의해 설명되는 영역이 블랙의 음영으로 도시된다. 마찬가지로, 도 26b-도 26d에서, LPI = 125, 130, 및 135 등고선에 대한 식 9b-식 9d에 의해 설명되는 영역이 블랙의 음영으로 도시된다.
그룹 2 DoE(LAG + Nit)는 1개의 블루 LED, 20개의 G 또는 YG LAG 형광체, 및 20개의 BR 질화물 형광체의 모든 조합을 포함하여, 방출기의 400개의 유니크한 조합(1개의 B × 20개의 G 또는 YG × 20개의 BR)으로 나타났으며, 이에 의해, 400개의 유니크한 방출기 조합의 각각에 대한 블루:그린:레드의 방출된 파워의 비율은 10개의 컬러 포인트(2700 K 및 3000 K; Duv = 0.000, -0.005, -0.010, -0.015, -0.020)의 각각을 달성하도록 변경되어, 4000개의 유니크한 SPD로 나타났다. 조명된 오브젝트 또는 공간의 휘도가 정상적인 명소시의 범위(즉, 약 10-100 룩스보다 더 크고, 약 1,000-10,000 룩스까지(룩스=루멘/m2))에 있다는 것을 가정하면, 각각의 정규화된 SPD는 광원의 모든 측색 특성의 계산에 충분하다. 610 nm의 피크 파장(PeakNit)을 갖는 BR 형광체의 경우에 대한, 2700 K에서 컬러 포인트의 DomLAG(x축) 및 Duv(y축)에 대비한 주목하는 측색 응답인 LPI가 도 27a에서 플롯되어 있다. 약 610 nm로부터 약 680 nm까지인 그룹 2 DoE에서 사용된 PeakNit의 범위가 도 21에서 도시되며, 그 범위에서 20개의 상이한 BR 형광체를 포함한다.
도 23에서 도시되고 그룹 1 DoE에서 사용되는 바와 같은 다섯 개의 상이한 Duv 값의 각각에서 20개의 상이한 DomLAG 값의 200개의 유니크한 조합의 DomLAG 및 Duv 값은, 20개의 상이한 BR 형광체의 각각과 조합하여 그룹 2 DoE에서 사용된 DomLAG 및 Duv의 동일한 200개의 유니크한 조합이다. 그룹 1 DoE에서 사용되는 200개의 유니크한 SPD의 x축 상에서의 DomLAG 값과 y축 상의 Duv 값 사이의 미세한 이격(spacing)은 DoE에서 실제로 사용되는 별개의 SPD 사이에 평활한 보간(smooth interpolation)을 제공하는 것이 밝혀졌다. 다섯 개의 Duv 레벨은, LPI 상에서의 컬러 포인트, 또는 Duv의 효과를 예시하도록 선택되었다. 다른 적절한 Duv 레벨이 사용될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 본원에서 표시되는 Duv의 범위 내의 Duv 레벨의 연속체에 대해 유사한 등고선 플롯이 표시될 수 있는데, 유사한 경향이 달성된다. 도 27a에서 도시되는 LPI에 대한 평활한 곡선은 데이터에 대한 통계적으로 최적화된 ANOVA 회귀 적합으로부터 획득되는데, 여기서 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG, PeakNit)이고, 4차만큼 높은 다항식 항 및 모든 결과적으로 나타나는 변수 상호작용을 포함하고, 0.99보다 큰 조정된 R2(조정된 R2 > 0.99)를 갖는 전달 함수를 제공한다. 기술 분야에서 숙련된 자는, 120 및 그 이상의 LPI 값을 갖는 LPI 등고선에서 2차보다 더 높은 차수를 갖는 피쳐의 부족이 존재한다는 것, 및 제시되는 등고선 사이에 평활한 전이가 존재한다는 것을 인식할 것이고; 그리고 PeakNit = 610 nm의 경우에 대해 도 27a의 LPI 등고선 플롯에 의해 표현되는 바와 같은 전달 함수 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG, PeakNit)에 의해, 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 BR 형광체로 구성되는 SPD의 모든 4000개의 조합을 나타내는 솔루션이 아주 낮은 오차(R2 > 0.99)를 가지고 정량적으로 설명된다는 것을 이해할 것이다. 마찬가지로, CCT = 2700 K에서, PeakNit = 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 및 680 nm의 10 nm 증가에서 해가 구해지는(solved) 함수 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG, PeakNit)는, 도 27a-도 27h의 LPI 등고선 플롯에 의해 표현되고; 3000 K에서는 도 28a-도 28h에서 표현된다.
그룹 2 DoE에서 2700 K에서 2000개의 SPD 중 최고 LPI(약 143)를 갖는 SPD는 도 29에서 도시된다. 약 450 nm에서 블루 LED의 피크 파장(2902)을, 약 531 nm에서 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 파장(2904)을, 약 670 nm에서 BR 질화물 형광체의 피크 파장(2906)을 나타내는, CCT = 2700 K에서 약 555 nm의 DomLAG, 및 약 -0.010의 Duv에 대응하는, 약 143의 최고 LPI 값을 갖는 그룹 2 DoE(LAG + Nit)에서의 특정한 SPD(2900)가 도 29에서 도시되는데; 유사한 CCT를 각각 구비하는 reveal® 백열 램프의 SPD(604)와 그리고 흑체 방출기의 SPD(602)와 비교된다.
도 27a-도 27h 및 도 28a-도 28h는, 2700 K 및 3000 K 둘 다에서, 광원의 컬러 포인트가 흑체 궤적(Duv = 0.000) 상에 있으면, 모든 DomLAG에서(즉, 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체에 대해) LPI > 120를 달성하는 것이 어렵다는 것을 설명한다. 긴 파장의 질화물(PeakNit > 660 nm)만이 흑체 상에서 LPI > 120를 허용할 것이다. Duv가 감소됨에 따라, LPI는 모든 DomLAG에서 일반적으로 증가하며, 식 (1)에 따라 LPI의 백색도 성분이 최대화되는 Duv의 값인 약 -0.010의 Duv의 최대 값에 도달하여, 약 Duv = -0.010에서 수평선 근처의 LPI의 등가 등고선에서 상당한 정도의 수직 대칭으로 나타나게 된다. Duv가 Duv = 0.000으로부터 Duv = -0.010으로 진행하는 것에 의해, LPI 식의 백색도 성분은 0에서 1로 증가하고, 식 (7)에 기초하여 LPI에서의 19 포인트 증가로 나타나게 된다. 마찬가지로, Duv가 Duv = -0.010에서부터 Duv = -0.020으로 진행함에 따라, 백색도 성분은 1에서 0으로 감소하여, LPI에서 19 포인트 감소로 나타나게 된다.
일반적으로, 주어진 Duv에서 DomLAG를 감소시키고 PeakNit를 증가시키면 LPI는 증가하는데, 이것은, G 또는 YG 방출기와 BR 방출기 사이의 파장에서의 분리에 주로 기인할 수도 있고, 옐로우에서 통상적으로 큰 방출을 감소시키거나, 또는 심지어, 레드-그린 반대 컬러, 및 블루-옐로우 반대 컬러의 지각된 채도를 향상시키는 오목부를 스펙트럼의 옐로우 부분(예를 들면, 약 570 내지 약 600 nm)에 생성한다. 그러나, 흑체 근처의(약 0.000의 Duv) 컬러 포인트 및 긴 파장의 질화물(PeakNit > 660 nm)의 경우, LPI는 약 554 nm 내지 약 563 nm의 범위의 DomLAG 값으로 최대화될 수도 있다. 마찬가지로, 흑체 근처의(약 -0.010의 Duv) 컬러 포인트 및 긴 파장의 질화물(PeakNit > 660 nm)의 경우, LPI는 약 551 nm 내지 약 560 nm의 범위의 DomLAG 값으로 최대화될 수도 있다. 상업적으로 입수가능한 방출기(블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, 및 BR 질화물 형광체)의 이 세트에 대해, 도 27a-도 27h 및 도 28a-도 28h에서의 이들 세 개의 주 경향: -0.010 근처의 Duv에서 LPI가 최대 값을 향하는 경향이 있다는 것; 더 짧은 DomLAG에서 LPI가 최대 값을 향하는 경향이 있다는 것; 및 더 긴 PeakNit에서 LPI가 최대 값을 향하는 경향이 있다는 것은, 컬러 현시에 대한 대용으로서의 DomLAG과 PeakNit, 및 백색도를 규정하는 Duv 항만을 포함하는 닫힌 형태의 분석식에서 LPI 등고선이 근사될 수도 있을 것이다는 것을 암시한다.
그룹 1 DoE에 대한 식 (9)와 유사하게, 그룹 2 DoE의 LPI 곡선에 대한 타원 근사에 대한 일반적인 형태인 하기의 식 (10)은, PeakNit가 약 660 nm 이상인 긴 파장의 질화물 사례를 제외한, 120 이상의 LPI를 갖는 도 30a-도 30f 및 도 31a-도 31f에서의 모든 LPI 등고선에 대한 타원 근사와 정확한 LPI 등고선 사이에 LPI에서 1 또는 2 포인트 이내의 일치를 제공한다. PeakNit가 660 nm 또는 670 nm인 경우, 설계 공간의 아주 작은 부분을 나타내는, 약 -0.015 미만의 Duv의 값 및 554 nm 미만의 DomLAG와 관련되는 컬러 포인트를 구비하는 도 30a-도 30f 및 도 31a-도 31f의 영역에서, 정확한 LPI 등고선과 타원 근사 사이에서 1 또는 2 포인트 이내의 일치가 제공되고, 임의의 LPI 등고선 상에서 130 이상의 값을 갖는 임의의 위치에서 LPI에서 약 5 포인트를 초과하지 않고; 그리고 120 및 125 LPI 등고선 상의 위치에서만 LPI에서 약 5 포인트, 최대 8 포인트까지 초과한다. 또한, 편차가 LPI에서의 1 또는 2 포인트보다 더 큰 임의의 영역에서, 모든 PeakNit 값에 대한 각각의 타원의 점선 곡선은 그 각각의 실선의 곡선 내부에 놓이도록 선택되었고, 그 결과 각각의 점선의 곡선은 그 각각의 실선의 곡선의 보수적인 표현이다. 그룹 2에서의 LPI에 대한 전달 함수가, 그룹 1과 비교하여, 추가적인 변수 PeakNit를 가지기 때문에, 식 (10)은 필연적으로 식 (9)보다 더 복잡하다. 따라서, 점선의 타원은, 긴 파장의 질화물 사례(약 660 nm 이상의 PeakNit)에 대한 LPI = 120 및 125 등고선의 작은 부분을 제외한, 실제 실선의 LPI 등고선에 대한 수용가능한 근사를 제공하고, 편차가 LPI에서 약 1 또는 2 포인트를 초과하는 경우, 점선의 근사는 실제 실선의 LPI 곡선보다 더 보수적일 수도 있다.
식 (10)
식 (10)은, 예를 들면, 2700 K 및 PeakNit =630 nm의 경우에 대해 도 30a에서 120으로 라벨링되는 점선을 플롯하기 위해 사용될 수도 있다. 하기의 테이블 3의 120 칼럼의 계수 ai 및 bi(i = 1, 2, 3), 오프셋 파라미터(x0,1, x0,2, 및 y0)에 대한 값 및 λ0 = 627(따라서 PeakNit - λ0 = 3)가, CCT = 2700과 함께 식 (10)에 대입되면, 하기의 식 (10a)로 나타난다.
식 (10a)
마찬가지로, 테이블 3의 계수 ai 및 bi(i = 1, 2, 3), 오프셋 파라미터(x0,1, x0,2, 및 y0), λ0에 대한 값이 식 (10)에 대입되면, CCT = 2700 K의 경우 도 30a-도 30f의, 그리고 CCT = 3000 K의 경우 도 31a-도 31f의 점선의 곡선의 각각을 생성하는데, 도 27c-도 27h 및 도 28c-도 28h로부터의 120 및 그 이상의 각각의 LPI 값에 대응한다. 도 27a-도 27b 및 도 28a-도 28b에서 명백한 바와 같이, PeakNit = 610 및 620 nm인 경우 120 이상의 LPI의 값이 존재하지 않기 때문에, 도 30a-도 30f 및 도 31a-도 31f는 PeakNit = 630, 640, 650, 660, 670, 및 680 nm의 값에 대응한다.
그룹 3 DoE(LAG + PFS + Nit)는, 상기에서 설명되는, 1개의 블루 LED, 20개의 G 또는 YG LAG 형광체, 및 20개의 BR 질화물 형광체의 모든 조합을 포함했고, 25%씩 증가하는, BR 파워 대 NR 파워(도 15 및 도 16에서 제공되는 바와 같이, 레드 방출의 전체 파장 범위에 걸쳐 합산되는 방출된 파워)의 3개의 상이한 비율의 각각에서, 방출기(1개의 B × 20개의 G 또는 YG × 1개의 NR × 20개의 BR)의 400개의 유니크한 조합으로 나타났고, 그 결과 (Nit 파워)/(Nit 파워 + PFS 파워) ≡ n = 0.25, 0.50, 0.75이고; (PFS 파워)/(Nit 파워 + PFS 파워) ≡ p = 0.75, 0.50, 0.25이고; 여기서, 20개의 BR 질화물 형광체의 각각에 대해, n + p = 1이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 그룹 3 DoE의 이들 3개의 서브셋은 그룹 3a(n = 0.25), 그룹 3b(n = 0.50), 및 그룹 3c(n = 0.75)로서 칭해질 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, n = 0 및 n = 1의 제한적인 경우는, 각각, 그룹 1(LAG + PFS) 및 그룹 2(LAG + Nit) DoE에 대응한다. 하나 이상의 실시형태에서, BR 파워 대 NR 파워의 3개의 상이한 비율의 각각에서 400개의 유니크한 방출기 조합의 각각에 대한 블루:그린:레드 방출 파워의 비율은, 10개의 컬러 포인트(2700 K 및 3000 K; Duv = 0.000, -0.005, -0.010, -0.015, -0.020)의 각각을 달성하도록 변경되어, 12000개의 유니크한 SPD로 나타난다. 하나 이상의 실시형태에서, 조명된 오브젝트 또는 공간의 휘도가 정상적인 명소시의 범위(즉, 약 10-100 룩스 보다 더 크고, 약 1,000-10,000 룩스까지(룩스=루멘/m2))에 있다는 것을 가정하면, 각각의 정규화된 SPD는 광원의 모든 측색 특성의 계산에 충분하다. 그룹 3 DoE에서 사용되는 PeakNit의 범위는, 도 21에서 도시되는 바와 같이, 약 610 nm로부터 약 680 nm까지이며, 그 범위에서 20개의 상이한 BR 형광체를 포함한다.
631 nm의 피크 파장을 갖는 NR 형광체, 및 10 nm씩 증가하는 610 nm(도 32a) 내지 680 nm(도 32h)의 피크 파장(PeakNit)을 갖는 BR 형광체, 및 n = 0.25이고, 따라서 p = 0.75에 의해 주어지는 Nit 파워 대 PFS 파워의 비율의 경우에 대해, 2700 K에서 컬러 포인트의 DomLAG(x축) 및 Duv(y축)에 대비한 주목하는 측색 응답 LPI가 도 32a-도 32h에서 플롯되어 있다.
631 nm의 피크 파장을 갖는 NR 형광체, 및 10 nm씩 증가하는 610 nm(도 33a) 내지 680 nm(도 33h)의 피크 파장(PeakNit)을 갖는 BR 형광체, 및 n = 0.25이고, 따라서 p = 0.75에 의해 주어지는 Nit 파워 대 PFS 파워의 비율의 경우에 대해, 3000 K에서 컬러 포인트의 DomLAG(x축) 및 Duv(y축)에 대비한 주목하는 측색 응답 LPI가 도 32a-도 32h에서 플롯되어 있다.
그룹 3a DoE에서 2700 K에서 2000개의 SPD 중 최고 LPI(약 142)를 갖는 SPD는 도 34에서 도시된다. 약 450 nm에서 블루 LED의 피크 파장(3402)을, 약 526 nm에서 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 파장(3404)을, 약 631 nm에서 NR PFS 형광체의 피크 파장(3406)을, 약 680 nm에서 BR 질화물 형광체의 피크 파장(3408)을 나타내는, CCT = 2700 K에서 약 552 nm의 DomLAG, 및 약 -0.010의 Duv에 대응하는, 약 142의 최고 LPI 값을 갖는 그룹 3a DoE(LAG + PFS + Nit, 여기서 n = 0.25)에서의 특정한 SPD(3400)가 도 34에서 도시되며; 유사한 CCT를 각각 구비하는 reveal® 백열 램프의 SPD(604)와 그리고 흑체 방출기의 SPD(602)와 비교된다.
631 nm의 피크 파장을 갖는 NR 형광체, 및 10 nm씩 증가하는 610 nm(도 35a 및 도 36a) 내지 680 nm(도 35h 및 도 36h)의 피크 파장(PeakNit)을 갖는 BR 형광체, 및 n = 0.5이고, 따라서 p = 0.5에 의해 주어지는 Nit 파워 대 PFS 파워의 비율의 경우에 대해, 2700 K에서 컬러 포인트의 DomLAG(x축) 및 Duv(y축)에 대비한 주목하는 측색 응답 LPI가 도 35a-도 35h에서 플롯되어 있고, 3000 K에 대해서는 도 36a-도 36h에서 플롯되어 있다.
그룹 3b DoE에서 2700 K에서 2000개의 SPD 중 최고 LPI(약 142)를 갖는 SPD는 도 37에서 도시된다. 약 450 nm에서 블루 LED의 피크 파장(3702)을, 약 526 nm에서 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 파장(3704)을, 약 631 nm에서 NR PFS 형광체의 피크 파장(3706)을, 약 680 nm에서 BR 질화물 형광체의 피크 파장(3708)을 나타내는, CCT = 2700 K에서 약 552 nm의 DomLAG, 및 약 -0.010의 Duv에 대응하는, 약 142의 최고 LPI 값을 갖는 그룹 3b DoE(LAG + PFS + Nit, 여기서 n = 0.50)에서의 특정한 SPD(3700)가 도 37에서 도시되며; 유사한 CCT를 각각 구비하는 reveal® 백열 램프의 SPD(604)와 그리고 흑체 방출기의 SPD(602)와 비교된다.
631 nm의 피크 파장을 갖는 NR 형광체, 및 10 nm씩 증가하는 610 nm(도 38a 및 도 39a) 내지 680 nm(도 38h 및 도 39h)의 피크 파장(PeakNit)을 갖는 BR 형광체, 및 n = 0.75이고, 따라서 p = 0.25에 의해 주어지는 Nit 파워 대 PFS 파워의 비율의 경우에 대해, 2700 K에서 컬러 포인트의 DomLAG(x축) 및 Duv(y축)에 대비한 주목하는 측색 응답 LPI가 도 38a-도 38h에서 플롯되고, 3000 K에 대해서는 도 39a-도 39h에서 도시된다.
그룹 3c DoE에서 2700 K에서 2000개의 SPD 중 최고 LPI(약 143)를 갖는 SPD는 도 40에서 도시된다. 약 450 nm에서 블루 LED의 피크 파장(4002)을, 약 531 nm에서 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 파장(4004)을, 약 631 nm에서 NR PFS 형광체의 피크 파장(4006)을, 약 680 nm에서 BR 질화물 형광체의 피크 파장(4008)을 나타내는, CCT = 2700 K에서 약 555 nm의 DomLAG, 및 약 -0.010의 Duv에 대응하는, 약 143의 최고 LPI 값을 갖는 그룹 3c DoE(LAG + PFS + Nit, 여기서 n = 0.75)에서의 특정한 SPD(4000)가 도 40에서 도시되며; 유사한 CCT를 각각 구비하는 reveal® 백열 램프의 SPD(604)와 그리고 흑체 방출기의 SPD(602)와 비교된다.
도 23에서 도시되고 그룹 1 DoE 및 그룹 2 DoE에서 사용되는 바와 같은 다섯 개의 상이한 Duv 값의 각각에서 20개의 상이한 DomLAG 값의 200개의 유니크한 조합의 DomLAG 및 Duv 값은, 20개의 상이한 BR 형광체의 각각과 조합하여 그룹 3 DoE에서 사용된 DomLAG 및 Duv의 동일한 200개의 유니크한 조합이다. 그룹 3 DoE에서 사용되는 200개의 유니크한 SPD의 x축 상에서의 DomLAG 값과 y축 상의 Duv 값 사이의 미세한 이격은 DoE에서 실제로 사용되는 별개의 SPD 사이에 평활한 보간을 제공하는 것이 밝혀졌다. LPI에 대한 컬러 포인트, 또는 Duv의 영향을 예시하기 위해 본원에서 다섯 개의 Duv 레벨이 사용되었지만, 다른 적절한 Duv 레벨이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 본원에서 표시되는 Duv의 범위 내의 Duv 레벨의 연속체에 대해 유사한 등고선 플롯이 표시될 수 있는데, 유사한 경향이 달성된다. 도 32, 도 33, 도 35, 도 36, 도 38, 및 도 39에서 도시되는 LPI에 대한 평활한 곡선은 데이터에 대한 통계적으로 최적화된 ANOVA 회귀 적합으로부터 획득되는데, 여기서 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG, PeakNit, n)이고, 4차만큼 높은 다항식 항 및 모든 결과적으로 나타나는 변수 상호작용을 포함하고, 0.98보다 큰 조정된 R2(조정된 R2 > 0.98)를 갖는 전달 함수를 제공한다. 기술 분야에서 숙련된 자는, 120 및 그 이상의 LPI 값을 갖는 LPI 등고선에서 2차보다 더 높은 차수를 갖는 피쳐의 부족이 존재한다는 것, 및 제시되는 등고선 사이에 평활한 전이가 존재한다는 것을 인식할 것이고; 그리고 도 32, 도 33, 도 35, 도 36, 도 38, 및 도 39의 LPI 등고선 플롯에 의해 표현되는 바와 같은 전달 함수 LPI = f(CCT, Duv, DomLAG, PeakNit, n)에 의해, 레드 파워 n과 함께, 블루 LED, G 또는 YG LAG 형광체, NR PFS 형광체, 및 BR 형광체로 구성되는 SPD의 모든 12000개의 조합을 나타내는 솔루션이 아주 낮은 오차(R2 > 0.98)를 가지고 정량적으로 설명된다는 것을 이해할 것이다.
도 32, 도 33, 도 35, 도 36, 도 38, 및 도 39는, 2700 K 및 3000 K 둘 다에서, 광원의 컬러 포인트가 흑체 궤적(Duv = 0.000) 상에 있으면, 모든 DomLAG에서(즉, 상업적으로 입수가능한 G 또는 YG LAG 형광체에 대해) LPI > 120를 달성하는 것이 어렵다는 것을 설명한다. 긴 파장의 질화물(PeakNit > 650 nm)만이 흑체 상에서 LPI > 120를 허용할 것이다. Duv가 감소됨에 따라, LPI는 모든 DomLAG에서 일반적으로 증가하며, 식 (1)에 따라 LPI의 백색도 성분이 최대화되는 Duv의 값인 약 -0.010의 Duv의 최대 값에 도달하여, 약 Duv = -0.010에서 수평선 근처의 LPI의 등가 등고선에서 상당한 정도의 수직 대칭으로 나타나게 된다. Duv가 Duv = 0.000으로부터 Duv = -0.010으로 진행하는 것에 의해, LPI 식의 백색도 성분은 0에서 1로 증가하고, 식 (7)에 기초하여 LPI에서의 19 포인트 증가로 나타나게 된다. 마찬가지로, Duv가 Duv = -0.010에서부터 Duv = -0.020으로 진행함에 따라, 백색도 성분은 1에서 0으로 감소하여, LPI에서 19 포인트 감소로 나타나게 된다.
일반적으로, 주어진 Duv 및 n에서 DomLAG를 감소시키고 PeakNit를 증가시키면 LPI는 증가하는데, 이것은, G 또는 YG 방출기와 BR 방출기 사이의 파장에서의 분리에 주로 기인할 수도 있고, 옐로우에서 통상적으로 큰 방출을 감소시키거나, 또는 심지어, 레드-그린 반대 컬러, 및 블루-옐로우 반대 컬러의 지각된 채도를 향상시키는 오목부를 스펙트럼의 옐로우 부분(예를 들면, 약 570 내지 약 600 nm)에 생성한다. 그러나, 흑체 근처의(약 0.000의 Duv) 컬러 포인트 및 긴 파장의 질화물(PeakNit > 650 nm)의 경우, LPI는 약 554 nm 내지 약 563 nm의 범위의 DomLAG 값으로 최대화될 수도 있다. 마찬가지로, 흑체 근처의(약 -0.010의 Duv) 컬러 포인트 및 긴 파장의 질화물(PeakNit > 650 nm)의 경우, LPI는 약 548 nm 내지 약 560 nm의 범위의 DomLAG 값으로 최대화될 수도 있다.
전체 레드 방출에 대한 폭이 넓은 레드의 비율의 효과, 또는 "n"은, 등고선 플롯의 상이한 세트(즉, 도 32, 도 33 대 도 35, 도 36 대 도 38, 도 39)를 비교하는 것에 의해 알 수 있다. 상기에서 언급되는 도면에서 등고선 플롯 a-e에 대응하는 짧은 PeakNit 값(PeakNit < 660 nm)의 경우, n이 n = 0.25로부터 n = 0.50으로 n = 0.75로 증가함에 따라, 주어진 Duv 및 PeakNit에서 달성가능한 LPI 값은 감소한다. 예를 들면, 도 32a(n = 0.25)에서, Duv = -0.010 및 약 552의 DomLAG에서의 LPI는 약 LPI = 135이고, 한편 도 35a(n = 0.50) 및 도 38a(n = 0.75)에서, 동일한 Duv 및 DomLAG에서의 LPI는, 각각, 약 LPI = 124 및 약 LPI = 118이다. 상기에서 언급되는 도면에서 등고선 플롯 g 및 h에 대응하는 긴 PeakNit 값(PeakNit > 660 nm)의 경우, n이 n = 0.25로부터 n = 0.50으로 n = 0.75로 증가함에 따라, 주어진 Duv 및 PeakNit에서 달성가능한 LPI 값은 상대적으로 일정하다. 이 관계는, 2700 K에서, Duv = -0.010 및 552 nm의 DomLAG에서, 그룹 1 및 그룹 2를 비롯한, 레드 방출기의 모든 조합에 대한 LPI 값을 플롯하는 도 41에서 요약된다.
그룹 1 DoE에 대한 식 (9) 및 그룹 2 DoE에 대한 식 (10)과 유사하게, 그룹 3 DoE의 LPI 곡선에 대한 타원 근사를 위한 일반적인 형태가 생성될 수도 있다. 그러나, LPI 곡선 중 일부의 더 높은 차수의 항으로 인해, 이들 식은, LPI = 120 이상의 모든 값에 대해, 도 32, 도 33, 도 35, 도 36, 도 38, 및 도 39의 모든 LPI 등고선에 대한 타원 근사와 정확한 LPI 등고선 사이에 LPI에서 1 또는 2 포인트 이내의 일치를 제공할 수 없을 수도 있고, 따라서, 이들 식은 정확한 등고선에 대한 대체물로서 기능하는 정확한 LPI 등고선에 대한 충분히 정확한 근사를 제공할 수 없을 수도 있다. 따라서, 그룹 3 DoE에서, 컬러 선호도는, 도 32, 도 33, 도 35, 도 36, 도 38, 및 도 39에서의 주어진 LPI 등고선의 내부 영역에 대한 참조에 의해 정량화될 것이다.
광원의 제1 예시적인 실시형태에서, LED 광원은, G 또는 YG LAG 형광체 및 NR 형광체로 코팅되는 하나 이상의 블루 LED으로 각각 이루어질 수도 있는 LED의 하나 이상의 그룹을 포함할 수도 있다. 이것은 "LAG + PFS" 복합 광원으로 칭해진다. 하나 이상의 실시형태에서, 형광체에 의해 흡수되지 않는 블루 LED에 의해 생성되는 블루 광 중 일부는, 형광체 재료에 의해 방출되는 광과 결합되어, 컬러에서 사람 눈에 거의 화이트인 것으로 보이는 광을 제공한다. 향상된 컬러 선호도를 갖는 LAG + PFS 광원의 스펙트럼은, 도 24에서 묘사되는 바와 같이, 약 400 nm 내지 약 460 nm의 범위의 블루 LED 피크 방출, LED로부터의 블루 방출에 의한 LAG 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 505 nm 내지 약 555 nm의 범위의 G 또는 YG 피크 방출, 및 LED로부터의 블루 방출에 의한 NR 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 631 nm에서의 레드 피크 방출로 구성될 수도 있다. 스펙트럼은, 블루 LED 방출과 G 또는 YG 형광체 방출 사이의 파장 범위 내에 오목부를 포함할 수도 있다는 점에서, 그리고 G 또는 YG 형광체와 NR 형광체 사이의 옐로우 파장 범위 내에 오목부를 포함할 수도 있다는 점에서, 흑체의 스펙트럼과는 상이할 수도 있다. 이 제1 예시적인 실시형태에서의 광원은 약 2700 K와 약 3200 K 사이의 CCT를 가질 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 광원은 더 높은 CCT(예를 들면, 약 10,000 K 이상만큼 높음), 또는 더 낮은 CCT(예를 들면, 약 1800 K 이하만큼 낮음)를 가질 수도 있다. 컬러 스펙트럼의 옐로우 부분에서의 감소된 방출은 G 또는 YG 형광체 및 NR 형광체의 피크의 분리로부터 유래할 수도 있고 NR PFS 형광체의 상대적으로 긴 피크 파장 및 상대적으로 좁은 폭에 의해 생성될 수도 있다. 감소된 방출은, 통상적인 G 또는 YG LAG 형광체와 비교하여, G 또는 YG 형광체의 상대적으로 짧은 피크 파장에 의해 컬러 스펙트럼의 옐로우 부분에서 더 향상될 수도 있다. 충분히 깊은 경우의 옐로우 부분에서의 스펙트럼의 오목부, 및, 흑체 방출기에 비해 레드 및 그린에서 향상된 방출은, 옐로우 부분에서 충분히 깊은 오목부를 생성하지 않는 통상적인 블루 및 G 또는 YG 및 레드 형광체 조합을 활용하는 동일한 광원으로부터 방출되는 광에 비해, 사람 관찰자에 의해 일반적으로 선호되는 향상된 컬러 선호도, 또는 컬러 채도, 또는 컬러 콘트라스트 성능을 갖는 광원을 제공할 수도 있다.
도 24는, CCT = 2700 K를 갖는 바로 위에서 논의되는 LAG + PFS 타입의 LED 광원의 SPD의 플롯(2400); 및 비교를 위한, CCT = 2700 K를 갖는 흑체의 SPD의 플롯(602), 및 CCT = 2755 K를 갖는 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯(604)을 포함하는 그래프를 예시한다. 곡선(2400)은, 그룹 1(LAG + PFS)의 DoE에서의 SPD의 200개의 조합 중에서부터 141의 최대 LPI를 제공한 특정한 SPD이다. 블루 LED의 피크 파장(2402)은 약 450 nm에서 발생하고, G 또는 YG 형광체의 피크 및 주 파장(2404)은, 각각, 약 526 nm 및 552 nm에서 발생하고, NR 형광체의 피크 파장(2406)은 631 nm에서 발생하는데, 약 552 nm의 DomLAG, 및 -0.010 근처의 Duv에서 도 22a(CCT = 2700 K인 경우)의 위치(2210) 또는 도 22b(CCT = 3000 K의 경우)의 2212에 대응한다. SPD 플롯(2400)은 CCT = 2700 K, CRI = 61, 및 LPI = 141를 갖는 광원을 나타낸다. 3000 K에서의 대응하는 SPD는, 유사한 CRI 및 LPI 값에서, 아주 유사하게 보일 것이다.
이 제1 예시적인 실시형태에서, 약 141의 LPI가 획득되고, 그 결과 사람 관찰자는, LAG + PFS 스펙트럼(2400)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 통상적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더욱 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있다.
제1 실시형태보다 LAG + PFS 광원에 대해 약간 감소된 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제2 예시적인 실시형태에서, 도 24의 G 또는 YG LAG 형광체(2404)의 피크 및 주 파장은, 제1 실시형태의 526 nm 및 552 nm의 최적의 피크 및 주 파장에 대해 약간 시프트된다. 이 제2 실시형태에서, DomLAG는 약 548 nm 내지 약 563 nm의 범위에 있을 수도 있고, 한편 컬러 포인트의 Duv는, 약 2700 K 내지 약 3000 K의 CCT에서 -0.010(약 -0.007과 약 -0.013 사이) 근처에서 유지되며, DomLAG과 Duv의 조합은, 도 25a 및 도 25b의 LPI = 135 등고선을 설명하는 식 9d, 
를 만족한다. 이 제2 실시형태에서, 약 135 이상의 LPI가 획득되고, 그 결과, 사람 관찰자는, LAG + PFS 스펙트럼(2400)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 일반적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더 많이 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있고, 약 141의 LPI를 갖는 제1 실시형태보다 그렇게 약간만 더 낮다.
종래 기술의 것을 여전히 초과하지만, 제1 실시형태 및 제2 실시형태보다 LAG + PFS 광원에 대해 더 감소된 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제3 예시적인 실시형태에서, 도 24의 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 및 주 파장(2404)은, 제1 실시형태의 526 nm 및 552 nm의 최적의 피크 및 주 파장에 대해 더 시프트된다. 이 제3 실시형태에서, DomLAG는 약 548 nm 내지 약 566 nm의 범위에 있을 수도 있고, 한편 컬러 포인트의 Duv는, 약 2700 K 내지 약 3000 K의 CCT에서 -0.002와 약 -0.018 사이에 놓이며, DomLAG과 Duv의 조합은, 도 25a 및 도 25b의 LPI = 120 등고선을 설명하는 식 9a, 
를 만족한다. 이 제3 실시형태에서, 약 120 이상의 LPI가 획득되고, 그 결과, 사람 관찰자는, LAG + PFS 스펙트럼(2400)을 활용할 때, 약 141의 LPI를 갖는 제1 실시형태보다 그렇게 눈에 띄게 더 낮지만, 120 이하의 LPI를 일반적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더 많이 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있다.
LAG + Nit 광원에 대한 최고 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제4 예시적인 실시형태에서, LED 광원은, G 또는 YG LAG 형광체 및 BR 질화물 형광체(LAG + Nit)로 코팅되는 하나 이상의 블루 LED로 각각 구성될 수도 있는 LED의 하나 이상의 그룹을 포함할 수도 있는데, 이 경우, 형광체 재료에 의해 흡수되지 않는 블루 LED에 의해 생성되는 블루 광의 일부는, 형광체 재료에 의해 방출되는 광과 결합하여, 컬러에서 거의 백색인 것으로 사람 눈에 보이는 광을 제공한다. 향상된 컬러 선호도를 갖는 LAG + Nit 광원의 스펙트럼은, 도 29에서 묘사되는 바와 같이, 약 400 nm 내지 약 460 nm의 범위의 블루 LED 피크 방출, LED로부터의 블루 방출에 의한 LAG 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 505 nm 내지 약 555 nm의 범위의 G 또는 YG 피크 방출, 및 LED로부터의 블루 방출에 의한 BR 질화물 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 610 nm 내지 약 680 nm 범위의 레드 피크 방출로 구성될 수도 있다. 스펙트럼은, 블루 LED 방출과 G 또는 YG 형광체 방출 사이의 파장 범위 내에 오목부를 포함할 수도 있다는 점에서, 그리고 G 또는 YG 형광체와 BR 형광체 사이의 옐로우 파장 범위 내에 오목부를 포함할 수도 있다는 점에서, 흑체의 스펙트럼과는 상이할 수도 있다. 광원은 약 2700 K와 약 3200 K 사이의 CCT를 가질 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 광원은 더 높은 CCT(예를 들면, 약 10,000 K 이상만큼 높음), 또는 더 낮은 CCT(예를 들면, 약 1800 K 이하만큼 낮음)를 가질 수도 있다. 컬러 스펙트럼의 옐로우 부분에서의 감소된 방출은, BR 질화물 형광체의 상대적으로 긴 피크 파장에 의해 주로 생성될 수도 있는 BR 형광체 및 G 또는 YG 형광체의 피크의 분리로부터 유래할 수도 있다. 컬러 스펙트럼의 옐로우 부분에서의 감소된 방출은, 통상적인 G 또는 YG LAG 형광체와 비교하여, G 또는 YG 형광체의 상대적으로 짧은 피크 파장에 의해 더 향상될 수도 있다. 충분히 깊은 경우의 옐로우 부분에서의 스펙트럼의 오목부, 및, 흑체 방출기에 비해 레드 및 그린에서 향상된 방출은, 옐로우에서 충분히 깊은 오목부를 생성하지 않는 통상적인 블루 및 G 또는 YG 및 레드 형광체 조합을 활용하는 동일한 광원으로부터 방출되는 광에 비해, 사람 관찰자에 의해 선호될 수도 있는 향상된 컬러 선호도, 또는 컬러 채도, 또는 컬러 콘트라스트 성능을 갖는 광원을 제공할 수도 있다.
도 29는, CCT = 2700 K를 갖는 LAG + Nit 타입의 LED 광원의 SPD의 플롯(2900); 및 비교를 위한, CCT = 2700 K를 갖는 흑체의 SPD의 플롯(602)을 포함하는 그래프를 예시한다. 도 29는 또한, CCT = 2755 K를 갖는 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯(604)을 예시한다. 플롯(2900)은, 그룹 2(LAG + Nit)의 DoE에서의 SPD의 4000개의 조합 중에서부터 143의 최대 LPI를 제공한 특정한 SPD이다. 블루 LED의 피크 파장(2902)은 약 450 nm에서 발생하고, G 또는 YG 형광체의 피크 및 주 파장(2904)은, 각각, 약 531 nm 및 555 nm에서 발생하고, BR 형광체의 피크 파장(2906)은 670 nm에서 발생하는데, 약 555 nm의 DomLAG, 및 -0.010 근처의 Duv에서 도 27g(CCT = 2700 K인 경우)의 위치(2710) 또는 도 28g(CCT = 3000 K의 경우)의 2810에 대응한다. SPD 플롯(2900)은 CCT = 2700 K, CRI = 58, 및 LPI = 143을 갖는 광원을 나타낸다. 3000 K에서의 대응하는 SPD는, 유사한 CRI 및 LPI 값에서, 아주 유사하게 보일 것이다. 143의 LPI 스코어는 아주 높은데(하나 이상의 실시형태에서, 최대의 가능한 LPI는 약 150일 수도 있다), LAG + PFS 스펙트럼(2900)을 사용할 때, 120 이하의 LPI를 통상적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 사람 관찰자가 지각할 수도 있다는 것을 의미한다. 이 제4 예시적인 실시형태에서, 약 143의 LPI가 획득되고, 그 결과 사람 관찰자는, LAG + Nit 스펙트럼(2900)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 통상적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더욱 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있다.
제4 실시형태보다 LAG + Nit 광원에 대해 약간 감소된 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제5 예시적인 실시형태에서, 도 29의 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 및 주 파장(2904)은, 제4 실시형태의 531 nm 및 555 nm의 최적의 피크 및 주 파장에 대해 약간 시프트되고, 도 29의 질화물 레드 형광체의 피크 파장(2906)은, 제4 실시형태의 670 nm의 최적의 피크 파장에 대해 시프트된다. 제5 실시형태에서, DomLAG는 약 548 nm 내지 약 566 nm의 범위에 있을 수도 있고, PeakNit는 약 650 내지 약 680 nm의 범위에 있을 수도 있고, 한편 컬러 포인트의 Duv는, 약 2700 K 내지 약 3000 K의 CCT에서 -0.010(약 -0.006과 약 -0.014 사이) 근처에서 유지되며, DomLAG과 Duv의 조합은, 테이블 3의 LPI = 135 칼럼의 계수를 사용하여, 식 10, 
을 만족한다. 도 30d-도 30f 및 도 31d-도 31f의 LPI = 135 등고선을 설명하는, 테이블 3의 LPI = 135 칼럼의 계수를 사용하여 이 식의 값을 구하면 다음과 같다:
이 제5 실시형태에서, 약 135 이상의 LPI가 획득되고, 그 결과, 사람 관찰자는, LAG + Nit 스펙트럼(2900)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 일반적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더 많이 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있고, 약 143의 LPI를 갖는 제4 실시형태보다 그렇게 약간만 더 낮다.
여전히 종래 기술의 것을 초과하지만, 제4 또는 제5 실시형태보다 LAG + Nit 광원에 대해 더 감소된 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제6 예시적인 실시형태에서, 도 29의 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 및 주 파장(2904)은, 제4 실시형태의 531 nm 및 555 nm의 최적의 피크 및 주 파장에 대해 약간 시프트되고, 도 29의 질화물 레드 형광체의 피크 파장(2906)은, 제4 실시형태의 670 nm의 최적의 피크 파장에 대해 더욱 더 시프트된다. 제6 실시형태에서, DomLAG는 약 548 nm 내지 약 566 nm의 범위에 있을 수도 있고, PeakNit는 약 630 내지 약 680 nm의 범위에 있을 수도 있고, 한편 컬러 포인트의 Duv는 이상적으로 -0.010 근처에 있지만, 약 2700 K 내지 약 3000 K의 CCT에서 약 0.000 내지 약 -0.020의 범위의 임의의 곳에 있을 수도 있고, DomLAG과 Duv의 조합은, 테이블 3의 LPI = 120 칼럼의 계수를 사용하여, 식 10, 
을 만족한다. 도 30a-도 30f 및 도 31a-도 31f의 LPI = 120 등고선을 설명하는, 테이블 3의 LPI = 120 칼럼의 계수를 사용하여 이 식의 값을 구하면 다음과 같다:
이 제6 예시적인 실시형태에서, 약 120의 LPI가 획득되고, 그 결과 사람 관찰자는, LAG + Nit 스펙트럼(2900)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 통상적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더욱 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 것이다.
LAG + PFS + Nit 광원에 대한 최고 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제7 예시적인 실시형태에서, LED 광원은, NR PFS 형광체와 BR 질화물 형광체의 조합 및 G 또는 YG LAG 형광체(LAG + PFS + Nit)로 코팅되는 하나 이상의 블루 LED로 각각 구성될 수도 있는 LED의 하나 이상의 그룹을 포함할 수도 있는데, 이 경우, 형광체 재료에 의해 흡수되지 않는 블루 LED에 의해 생성되는 블루 광의 일부는, 형광체 재료에 의해 방출되는 광과 결합하여, 컬러에서 거의 백색인 것으로 사람 눈에 보이는 광을 제공한다. 향상된 컬러 선호도를 갖는 LAG + PFS + Nit 광원의 스펙트럼은, 도 34, 도 37, 및 도 40에서 묘사되는 바와 같이, 약 400 nm 내지 약 460 nm의 범위의 블루 LED 피크 방출, LED로부터의 블루 방출에 의한 LAG 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 505 nm 내지 약 555 nm의 범위의 G 또는 YG 피크 방출, LED로부터의 블루 방출에 의한 NR PFS 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 631 nm에서의 레드 피크 방출, 및 블루 LED로부터의 블루 방출에 의한 BR 질화물 형광체의 여기에 의해 생성되는 약 610 nm 내지 약 680 nm의 범위에서 피크를 갖는 추가적인 레드 방출로 구성될 수도 있다. 도 34, 도 37 및 도 40에서 도시되는 스펙트럼은, 블루 LED 방출과 G 또는 YG 형광체 방출 사이의 파장 범위 내에 오목부를 포함할 수도 있다는 점에서, 그리고 G 또는 YG 형광체와 레드 형광체 사이의 옐로우 파장 범위 내에 오목부를 포함할 수도 있다는 점에서, 흑체의 스펙트럼과는 상이할 수도 있다. 이 제7 실시형태의 광원은 약 2700 K와 약 3200 K 사이의 CCT를 가질 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 광원은 더 높은 CCT(예를 들면, 약 10,000 K 이상만큼 높음), 또는 더 낮은 CCT(예를 들면, 약 1800 K 이하만큼 낮음)를 가질 수도 있다. (G 또는 YG 형광체와 레드 형광체 사이의 옐로우 파장 범위에서의 오목부에 의해 나타내어지는 바와 같은) 컬러 스펙트럼의 옐로우 부분에서의 감소된 방출은, BR 질화물 형광체의 상대적으로 긴 피크 파장 및 NR PFS 형광체의 상대적으로 긴 피크 파장 및 상대적으로 좁은 폭에 의해 생성될 수도 있는 레드 형광체 및 G 또는 YG 형광체의 피크의 분리로부터 유래할 수도 있다. 옐로우 부분에서의 감소된 방출은, 통상적인 G 또는 YG LAG 형광체와 비교하여, G 또는 YG 형광체의 상대적으로 짧은 피크 파장에 의해 더 향상될 수도 있다. 충분히 깊은 경우의 옐로우 부분에서의 스펙트럼의 오목부, 및, 흑체 방출기에 비해 레드 및 그린에서 향상된 방출은, 옐로우 부분에서 충분히 깊은 오목부를 생성하지 않는 통상적인 블루 및 G 또는 YG 및 레드 형광체 조합을 활용하는 동일한 광원으로부터 방출되는 광에 비해, 사람 관찰자에 의해 일반적으로 선호될 수도 있는 향상된 컬러 선호도, 또는 컬러 채도, 또는 컬러 콘트라스트 성능을 갖는 광원을 제공할 수도 있다.
3개의 그룹으로의 DoE의 분할은, 결과를 전달하기 위한 편의성의 문제이다. 사실, 비율 BR/R = n은 0.0에서부터 1.0까지 연속하는 범위를 가질 수 있는데, 이 경우 n = 0 및 n =1의 제한적인 경우는, 제1 내지 제3, 및 제4 내지 제6 실시형태에 의해 각각 나타내어지는 DoE의 그룹 1(LAG + PFS) 및 그룹 2(LAG + Nit) 부분에 대응한다. 그룹 3 DoE는, n = 0.25, 0.50, 및 0.75의 3개의 별개의 레벨을 갖는 것으로 본원에서는 나타내어지지만, 그룹 1 및 2의 응답이 그룹 3과 결합될 때, 0.0 ≤ n ≤ 1.0의 완전히 연속하는 범위에 대한 LPI에 전달 함수를 제공한다. 제7 내지 제9 실시형태(이들 중 일부는 하기에서 설명됨)는, n = 0 또는 n = 1 이외의 0.0 ≤ n ≤ 1.0의 완전히 연속하는 범위, 즉 0.0 < n < 1.0에서, 본원에서 설명되는 Nit 및 PFS 레드 형광체의 임의의 조합을 나타낼 수도 있다. 제1 실시형태(n = 0.0)에서의 최고 LPI는 141이고, DomLAG = 552 nm에 대응하고, 제4 실시형태(n = 1.0)에서는 143인데, DomLAG = 555 nm 및 PeakNit = 670 nm에 대응한다. 본원에서 설명되는 바와 같이, PFS 및 Nit의 임의의 조합(0.0 < n < 1.0)을 사용하는 최고 LPI는 DomLAG = 555 nm 및 PeakNit = 680 nm에서 발생하는 DoE로부터 발견되고, 143 근처의 LPI를 가지고 n = 1 근처(즉, 대부분 Nit, 적은 양의 PFS)에서 발생할 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, DoE마다의 0 < n < 1 의 임의의 값에서의 최고 LPI는, 약 670 nm 내지 약 680 nm의 범위의 PeakNit 및 약 551 nm 내지 약 560 nm의 범위의 DomLAG에서 발생할 수도 있다. 이것은 G 또는 YG LAG 피크로부터의 레드 질화물 피크의 극단적인 분리가 PFS 레드 피크와 G 또는 YG LAG 피크 사이의 분리를 초월하기 때문이며, 그 결과 670 또는 680 nm의 레드 질화물 형광체 방출이, 비록 효율에서 심각한 페널티를 갖더라도, PFS 형광체 방출보다 더 큰 컬러 콘트라스트, 및 잠재적으로 더 큰 컬러 선호도를 제공할 수도 있게 된다는 것을 본 발명가는 지적한다.
도 34, 37, 및 40은, CCT = 2700 K를 가지며, "n" = 0.25, 0.50, 및 0.75를 각각 갖는 LAG + PFS + Nit 타입의 LED 광원의 SPD의 SPD 곡선(3400, 3700, 및 4000)을 포함한다. 비교를 위해, 도 34, 37 및 40은 또한, CCT = 2700 K를 갖는 흑체의 SPD의 플롯(602), 및 CCT = 2755 K를 갖는 reveal® 타입의 백열 광원의 SPD의 플롯(604)을 또한 포함한다. 곡선(3400, 3700, 및 4000)은, DoE의 그룹 3a, 3b, 3c 각각에서의 SPD의 4000개의 조합 중에서, n = 0.25, 0.50, 및 0.75에 대해 각각 142, 142, 및 143의 최대 LPI를 제공하는 특정한 SPD이다. 블루 LED의 피크 파장(3402, 3702, 및 4002)은 약 450 nm에서 발생하고, G 또는 YG 형광체의 피크 및 계산된 주 파장(3404 및 3704)은 각각 526 nm 및 552 nm에서 발생하고, G 또는 YG 형광체의 피크 및 계산된 주 파장(4004)은 약 531 nm 및 555 nm에서 각각 발생하고, NR 형광체의 피크 파장(3406, 3706, 및 4006)은 631 nm에서 발생하고, BR 형광체의 피크 파장(3408, 3708, 및 4008)은 680 nm에서 발생하는데, -0.010 근처의 Duv에서, (CCT = 2700 K의 경우), 각각, 도 32h, 도 35h, 및 도 38h의 위치(3210, 3510, 및 3810)에 또는, (CCT = 3000 K인 경우), 각각, 도 33h, 도 36h, 및 도 39h의 3310, 3610, 및 3910에 대응한다. SPD(3400, 3700, 및 4000)는, 각각, n = 0.25, 0.50, 및 0.75에 대해 CCT = 2700 K, CRI = 60, 58, 60 및 LPI = 142, 142, 및 143을 갖는 광원을 나타낸다. 하나 이상의 실시형태에서, 3000 K에서의 대응하는 SPD는, 유사한 CRI 및 LPI 값에서, 아주 유사하게 보일 수도 있다. n = 0.25, 0.50, 및 0.75에 대해, 각각 142, 142, 및 143의 LPI 스코어는 아주 높고(하나 이상의 실시형태에서, 최대의 가능한 LPI는 약 150일 수도 있다), 그 결과, LAG + PFS 스펙트럼(3400, 3700, 4000)을 사용할 때, 120 이하의 LPI를 일반적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 사람 관찰자가 지각할 수도 있다.
이 실시형태에서, 약 140 내지 143의 LPI가 획득되고, 그 결과 사람 관찰자는, LAG + PFS + Nit 스펙트럼(3400, 3700, 및 4000)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 통상적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더욱 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있다.
제7 실시형태보다 LAG + Nit 광원에 대해 약간 감소된 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제8 예시적인 실시형태에서, 도 34, 도 37 및 도 40의 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 및 주 파장(3404, 3704, 및 4004)은, 제7 실시형태의 최적의 피크 및 주 파장에 대해 약간 시프트되고, 도 34, 도 37 및 도 40의 질화물 레드 형광체(3408, 3708, 및 4008)의 피크 파장은, 제7 실시형태의 680 nm의 최적의 피크 파장보다 더 짧은 파장 쪽으로 시프트된다. 제8 실시형태에서, DomLAG는 약 548 nm 내지 약 566 nm의 범위에 있을 수도 있고, PeakNit는 약 650 내지 약 680 nm의 범위에 있을 수도 있고, 한편 컬러 포인트의 Duv는, 약 2700 K 내지 약 3000 K의 CCT에서 -0.010(약 -0.006과 약 -0.014 사이) 근처에서 유지된다. 이 실시형태에서, 약 135 이상의 LPI가 획득되고, 그 결과, 사람 관찰자는, LAG + PFS + Nit 스펙트럼(3400, 3700, 및 4000)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 일반적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더 많이 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 훨씬 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있고, 약 143의 LPI를 갖는 제7 실시형태보다 그렇게 약간만 더 낮다.
120 이상의 LPI를 통상적으로 갖는 광원의 것을 여전히 초과하지만, 제7 실시형태보다 LAG + PFS + Nit 광원에 대해 더 감소된 컬러 선호도(LPI)를 제공하는, 광원의 제9 예시적인 실시형태에서, 도 34, 도 37 및 도 40의 G 또는 YG LAG 형광체의 피크 및 계산된 주 파장(3404, 3704, 및 4004)은, 제7 실시형태의 최적의 피크 및 주 파장에 대해 약간 시프트되고, 도 34, 도 37 및 도 40의 질화물 레드 형광체(3408, 3708, 및 4008)의 피크 파장은, 제7 실시형태의 680 nm의 최적의 피크 파장보다 더 짧은 파장 쪽으로 시프트된다. 제9 실시형태에서, DomLAG는 약 548 nm 내지 약 566 nm의 범위에 있을 수도 있고, PeakNit는 약 610 nm만큼 짧을 수도 있고, 한편 컬러 포인트의 Duv는 이상적으로 -0.010 근처에 있지만, 그러나 약 2700 K 내지 약 3000 K의 CCT에서 약 0.000 내지 약 -0.020의 범위의 임의의 곳에 있을 수도 있다. 이 실시형태에서, 약 120 이상의 LPI가 획득되고, 그 결과 사람 관찰자는, LAG + PFS + Nit 스펙트럼(3400, 3700, 및 4000)을 활용할 때, 120 이하의 LPI를 통상적으로 갖는 광원을 사용하는 것에 의해 가능한 것보다 더욱 포화된 컬러, 향상된 백색도, 및 더 선호되는 컬러 현시를 지각할 수도 있다.
또한, 몇몇 실시형태에서, 옐로우 흡수 필터, 예컨대 네오디뮴(Nd) 글래스, 또는 Nd 화합물, 또는 필적할만한 옐로우 필터는 광원에 통합될 수도 있다, 예를 들면 네오디뮴(Nd) 글래스 돔이 LED 엔진 위에 배치될 수도 있고, Nd 글래스 돔은 레드 및 그린 생동감의 지각을 더 향상시키기 위해 옐로우 광을 억제하도록 기능할 수도 있다. 상기 실시형태가 옐로우 필터의 사용 없이 높은 LPI를 달성하는 능력을 설명하지만, 이러한 것의 사용은, Nd 흡수 없이 LPI의 높은 값을 달성하지 않을 수도 있는 다른 이용가능한 형광 재료의 선택을 허용할 수도 있다. 이것은, 예를 들면, 레드 형광체의 피크 파장이, 더 짧은 파장쪽으로 이동되는 것을 허용하거나 또는 레드 형광체의 FWHM이 증가되는 것을 허용할 수도 있다. 또는 옐로우 필터의 포함은, 옐로우에서의 오목부를 더 향상시키는 것에 의해 더 향상된 컬러 선호도(더 높은 LPI)를 제공할 수도 있다.
상기 설명 및/또는 첨부의 도면은, 본원에서 언급되는 임의의 프로세스에 대한 단계의 고정된 순서 또는 시퀀스를 암시하도록 의도되지는 않으며; 대신 임의의 프로세스는, 순차적으로 나타내어진 단계의 동시적 수행을 포함하지만 이것에 제한되지는 않는, 실행가능한 임의의 순서로 수행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명이 특정한 예시적 실시형태와 연계하여 설명되었지만, 첨부의 청구범위에서 개시되는 것과 같은 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않으면서, 기술분야의 숙련된 자에게 명백한, 개시된 실시형태에 대해 다양한 변경, 대체 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
Claims (98)
- 복합 광원에 있어서,
400 나노미터(nm) 내지 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원;
적어도 하나의 LAG 형광체(phosphor); 및
적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터(narrow red down-converter)를 포함하고,
상기 복합 광원은 적어도 130의 조명 선호도 지수(Lighting Preference Index; LPI)를 갖고,
상기 LPI는 다음 수식에 의해 정의되고,
,
Duv는 u-v 공간에서의 플랑크 궤적(Planckian locus)으로부터의 컬러 포인트의 거리이고, NSV는 조명 소스의 순 채도 값(Net Saturation Value)이고, HDV는 색조 왜곡 값(Hue Distortion Value)이고,
NSV는 식 (2) 및 식 (3)에 의해 정의되고,
식 (2): NSVi = (2.3 < ΔCab < 15를 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트) - (ΔCab < -2.3을 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트),
식 (3):,
ΔCab는 CRV의 반경 방향 성분이고 지각된 크로마, 또는 채도에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타내고,
HDV는 식 (4) 및 식 (5)에 의해 정의되고,
식 (4):,
식 (5):,
Δhab는 CRV의 방위각 성분이고 지각된 색조에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타내고, Δhab,avg,i는 색조 i 내의 모든 컬러에 대한 평균 Δhab 값인, 복합 광원. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터의 광원은 610 nm 내지 660 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는, 복합 광원. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체와는 상이한 적어도 하나의 그린 또는 옐로우-그린 가넷(garnet) 형광체를 더 포함하는, 복합 광원. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체는 100 nm로부터 110 nm까지의 범위에서 반치전폭(full-width at half-maximum; FWHM)을 갖는, 복합 광원. - 제1항에 있어서,
상기 폭이 좁은 레드 다운컨버터는 PFS 형광체인, 복합 광원. - 제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체는 548 nm로부터 566 nm까지의 범위에서 주 파장을 가지며, Duv는 -0.002로부터 -0.018까지의 범위에 있는, 복합 광원. - 제1항에 있어서,
상기 복합 광원은, 상기 블루 광원에 의해 방출되는 블루 파장 범위 부분, 상기 적어도 하나의 LAG 형광체에 의해 방출되는 그린 또는 옐로우 파장 범위 부분, 및 상기 폭이 좁은 레드 다운컨버터에 의해 방출되는 레드 파장 범위 부분을 포함하는 컬러 스펙트럼을 방출하고; 상기 컬러 스펙트럼은, 흑체 스펙트럼과 비교하여 상기 옐로우 파장 범위 부분에서 오목부(depression)를 포함하고, 상기 옐로우 파장 범위 부분에서의 상기 오목부는 570 nm 내지 600 nm인, 복합 광원. - 제1항에 있어서,
상기 복합 광원은 2500 켈빈(Kelvin; K) 내지 3200 K의 범위에서 상관 컬러 온도(correlated color temperature; CCT)를 갖는, 복합 광원. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 블루 광원, 상기 적어도 하나의 LAG 형광체, 및 상기 적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터 위에 배치되는 네오디뮴 필터를 더 포함하여, 상기 복합 광원에 의해 방출되는 광의 소정량 이상 또는 전체는 상기 필터를 통과하게 되는, 복합 광원. - 복합 광원에 있어서,
400 나노미터(nm) 내지 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원;
적어도 하나의 LAG 형광체; 및
적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터를 포함하고,
상기 복합 광원의 컬러 현시(color appearance)는로서 나타내어지고, Duv는 상기 복합 광원의 백색도의 척도이고, DomLAG는 상기 적어도 하나의 LAG 형광체의 주 파장인, 복합 광원.
- 제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체와는 상이한 적어도 하나의 그린 또는 옐로우-그린 가넷 형광체를 더 포함하는, 복합 광원. - 제10항에 있어서,
상기 폭이 좁은 레드 다운컨버터는 PFS 형광체인, 복합 광원. - 제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체는 548 nm로부터 566 nm까지의 범위에서 주 파장을 가지며, 상기 Duv는 -0.002로부터 -0.018까지의 범위에 있는, 복합 광원. - 제10항에 있어서,
상기 복합 광원은, 상기 블루 광원에 의해 방출되는 블루 파장 범위 부분, 상기 적어도 하나의 LAG 형광체에 의해 방출되는 그린 또는 옐로우 파장 범위 부분, 및 상기 폭이 좁은 레드 다운컨버터에 의해 방출되는 레드 파장 범위 부분을 포함하는 컬러 스펙트럼을 방출하고; 상기 컬러 스펙트럼은, 흑체 스펙트럼과 비교하여 상기 옐로우 파장 범위 부분에서 오목부를 포함하고, 상기 옐로우 파장 범위 부분에서의 상기 오목부는 570 nm 내지 600 nm인, 복합 광원. - 복합 광원에 있어서,
400 나노미터(nm) 내지 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원;
적어도 하나의 LAG 형광체; 및
적어도 하나의 폭이 넓은 레드 다운컨버터(broad red down-converter)를 포함하고,
상기 복합 광원은 적어도 130의 조명 선호도 지수(LPI)를 갖고,
상기 LPI는 다음 수식에 의해 정의되고,
,
Duv는 u-v 공간에서의 완전복사체 궤적으로부터의 컬러 포인트의 거리이고, NSV는 조명 소스의 순 채도 값이고, HDV는 색조 왜곡 값이고,
NSV는 식 (2) 및 식 (3)에 의해 정의되고,
식 (2): NSVi = (2.3 < ΔCab < 15를 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트) - (ΔCab < -2.3을 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트),
식 (3):,
ΔCab는 CRV의 반경 방향 성분이고 지각된 크로마, 또는 채도에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타내고,
HDV는 식 (4) 및 식 (5)에 의해 정의되고,
식 (4):,
식 (5):,
Δhab는 CRV의 방위각 성분이고 지각된 색조에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타내고, Δhab,avg,i는 색조 i 내의 모든 컬러에 대한 평균 Δhab 값인, 복합 광원. - 제15항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체와는 상이한 적어도 하나의 그린 또는 옐로우-그린 가넷 형광체를 더 포함하는, 복합 광원. - 제15항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체는 100 nm로부터 110 nm까지의 범위에서 반치전폭(FWHM)을 갖는, 복합 광원. - 제15항에 있어서,
상기 폭이 넓은 레드 다운컨버터는 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인, 복합 광원. - 제18항에 있어서,
상기 폭이 넓은 레드 질화물은 630 nm로부터 680 nm까지의 범위에서 피크 파장을 가지고, 상기 적어도 하나의 LAG 형광체는 548 nm로부터 566 nm까지의 범위에서 주 파장을 가지며, Duv는 0.000에서부터 -0.020까지의 범위에 있는, 복합 광원. - 복합 광원에 있어서,
400 나노미터(nm) 내지 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원;
적어도 하나의 LAG 형광체;
적어도 하나의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체를 포함하고,
상기 복합 광원의 컬러 현시는로서 나타내어지고, Duv는 상기 복합 광원의 백색도의 척도이고, PeakNit는 상기 적어도 하나의 폭이 넓은 레드 질화물 형광체의 피크 파장이고, DomLAG는 상기 적어도 하나의 LAG 형광체의 주 파장인, 복합 광원.
- 제20항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체와는 상이한 적어도 하나의 그린 또는 옐로우-그린 가넷 형광체를 더 포함하는, 복합 광원. - 제20항에 있어서,
상기 적어도 하나의 LAG 형광체는 548 nm로부터 566 nm까지의 범위에서 주 파장을 갖는, 복합 광원. - 제20항에 있어서,
상기 폭이 넓은 레드 질화물 형광체는 630 nm로부터 680 nm까지의 범위에서 피크 파장을 가지고, 상기 적어도 하나의 LAG 형광체는 548 nm로부터 566 nm까지의 범위에서 주 파장을 가지며, Duv는 0.000에서부터 -0.020까지의 범위에 있는, 복합 광원. - 복합 광원에 있어서,
400 나노미터(nm) 내지 460 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는 적어도 하나의 블루 광원;
적어도 하나의 LAG 형광체;
적어도 하나의 폭이 좁은 레드 다운컨버터;
적어도 하나의 폭이 넓은 레드 다운컨버터를 포함하고,
상기 복합 광원은 적어도 130의 조명 선호도 지수(LPI)를 갖고,
상기 LPI는 다음 수식에 의해 정의되고,
,
Duv는 u-v 공간에서의 완전복사체 궤적으로부터의 컬러 포인트의 거리이고, NSV는 조명 소스의 순 채도 값이고, HDV는 색조 왜곡 값이고,
NSV는 식 (2) 및 식 (3)에 의해 정의되고,
식 (2): NSVi = (2.3 < ΔCab < 15를 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트) - (ΔCab < -2.3을 갖는 색조(i)에서의 CRV의 퍼센트),
식 (3):,
ΔCab는 CRV의 반경 방향 성분이고 지각된 크로마, 또는 채도에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타내고,
HDV는 식 (4) 및 식 (5)에 의해 정의되고,
식 (4):,
식 (5):,
Δhab는 CRV의 방위각 성분이고 지각된 색조에서의 시프트를 나타내고, i는 먼셀 시스템의 10 개의 메인 색조 카테고리에 대한 색조 카테고리를 나타내고, Δhab,avg,i는 색조 i 내의 모든 컬러에 대한 평균 Δhab 값인, 복합 광원. - 제24항에 있어서,
상기 LPI는 적어도 140인, 복합 광원. - 제24항에 있어서,
상기 폭이 좁은 레드 다운컨버터는 PFS 형광체인, 복합 광원. - 제24항에 있어서,
상기 폭이 넓은 레드 다운컨버터는 폭이 넓은 레드 질화물 형광체인, 복합 광원. - 제27항에 있어서,
상기 폭이 넓은 레드 질화물 형광체는 일반식 CaAlSiN3:Eu2+에 의해 나타내어지는, 복합 광원. - 제24항에 있어서,
상기 복합 광원은 2500 켈빈(K) 내지 3200 K의 범위에서 상관 컬러 온도(CCT)를 갖는, 복합 광원. - 삭제
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| US10381527B2 (en) * | 2014-02-10 | 2019-08-13 | Consumer Lighting, Llc | Enhanced color-preference LED light sources using yag, nitride, and PFS phosphors |
| KR20160077144A (ko) * | 2013-10-28 | 2016-07-01 | 지이 라이팅 솔루션스, 엘엘씨 | 향상된 광증백 및 컬러 선호도를 위한 램프 |
| US9933308B2 (en) * | 2014-03-28 | 2018-04-03 | GE Lighting Solutions, LLC | Method for determining spectrally tuned mixed-color LED light engines |
| WO2016054764A1 (en) | 2014-10-08 | 2016-04-14 | GE Lighting Solutions, LLC | Materials and optical components for color filtering in lighting apparatus |
| US9974138B2 (en) | 2015-04-21 | 2018-05-15 | GE Lighting Solutions, LLC | Multi-channel lamp system and method with mixed spectrum |
| US10173701B2 (en) | 2015-05-27 | 2019-01-08 | GE Lighting Solutions, LLC | Method and system for LED based incandescent replacement module for railway signal |
| KR102205782B1 (ko) | 2015-06-26 | 2021-01-21 | 켄넬 매뉴팩처링 컴퍼니 | 병원균을 불활성화시키기에 충분한 적분 방사 조도값을 산출하기 위해 최소량의 전력을 출력하는 단일 에미터 조명 장치 |
| US10363325B2 (en) | 2015-06-26 | 2019-07-30 | Kenall Manufacturing Company | Lighting device that deactivates dangerous pathogens while providing visually appealing light |
| WO2017021087A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | Philips Lighting Holding B.V. | Crisp white with improved efficiency |
| WO2017044380A1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | Intematix Corporation | Phosphor converted white light emitting devices and photoluminescence compounds for general lighting and display backlighting |
| US11901492B2 (en) | 2015-09-10 | 2024-02-13 | Intematix Corporation | High color rendering white light emitting devices and high color rendering photoluminescence compositions |
| WO2017059234A1 (en) | 2015-09-30 | 2017-04-06 | GE Lighting Solutions, LLC | Led lamp platform |
| CN108350354B (zh) * | 2015-10-29 | 2021-08-10 | 昕诺飞控股有限公司 | 用于零售照明的改进的白色照明设备 |
| KR20180093989A (ko) | 2015-12-11 | 2018-08-22 | 지이 라이팅 솔루션스, 엘엘씨 | 다중 네오디뮴 및 불소 화합물을 사용하여 색조정 필터링을 채택하는 led 장치 |
| CN106935696B (zh) * | 2015-12-29 | 2019-06-07 | 通用电气照明解决方案有限公司 | 用于光过滤的复合材料、发光设备和用于确定复合材料的掺杂浓度或厚度的方法 |
| JP7221052B2 (ja) * | 2016-04-29 | 2023-02-13 | ルミレッズ ホールディング ベーフェー | 高輝度明白色ｌｅｄ光源 |
| JP6273637B1 (ja) * | 2016-07-04 | 2018-02-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ファイバー光源、内視鏡および内視鏡システム |
| JP6929296B2 (ja) * | 2016-10-17 | 2021-09-01 | シチズン電子株式会社 | モバイルデバイス |
| CN108024410B (zh) * | 2016-11-02 | 2020-06-02 | 新谱光科技股份有限公司 | 全彩led照明灯具的校正方法 |
| US11118741B2 (en) * | 2016-11-10 | 2021-09-14 | Energy Focus, Inc. | LED lamp utilizing optical filtering to counteract effects of color anomalous vision |
| CN110235523B (zh) | 2017-01-26 | 2023-04-18 | 昕诺飞控股有限公司 | 用于区分黑色阴影的深黑照明设备 |
| US11251343B2 (en) * | 2017-02-08 | 2022-02-15 | Current Lighting Solutions, Llc | LED design of lower CCT utilizing PFS phosphor |
| WO2018177944A1 (en) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Philips Lighting Holding B.V. | Light source and method for augmenting color perception for color deficient persons |
| US10017396B1 (en) | 2017-04-28 | 2018-07-10 | Eie Materials, Inc. | Phosphors with narrow green emission |
| CN107024340B (zh) * | 2017-05-22 | 2019-01-29 | 武汉大学 | 基于颜色样本优化的光照喜好度评价指标构建方法及系统 |
| US10692245B2 (en) * | 2017-07-11 | 2020-06-23 | Datacolor Inc. | Color identification in images |
| CN109285953B (zh) * | 2017-07-21 | 2020-10-30 | 上海和辉光电股份有限公司 | 一种有机发光显示面板和电子设备 |
| US10056530B1 (en) | 2017-07-31 | 2018-08-21 | Eie Materials, Inc. | Phosphor-converted white light emitting diodes having narrow-band green phosphors |
| KR102230459B1 (ko) | 2017-09-06 | 2021-03-23 | 지엘비텍 주식회사 | D50, d65 고연색성 표준 led 발광 모듈 및 조명 장치 |
| US10177287B1 (en) | 2017-09-19 | 2019-01-08 | Eie Materials, Inc. | Gamut broadened displays with narrow band green phosphors |
| CN108335271B (zh) * | 2018-01-26 | 2022-03-18 | 努比亚技术有限公司 | 一种图像处理的方法、设备及计算机可读存储介质 |
| CN108511581A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-09-07 | 河北利福光电技术有限公司 | 用于led生鲜灯的组合荧光粉及led生鲜灯与应用 |
| US10529900B2 (en) * | 2018-05-05 | 2020-01-07 | Ideal Industries Lighting Llc | Solid state lighting device providing spectral power distribution with enhanced perceived brightness |
| US10174242B1 (en) | 2018-05-17 | 2019-01-08 | Eie Materials, Inc. | Coated thioaluminate phosphor particles |
| US10236422B1 (en) | 2018-05-17 | 2019-03-19 | Eie Materials, Inc. | Phosphors with narrow green emission |
| US20200100341A1 (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | Eaton Intelligent Power Limited | High Color Quality White Light |
| CN111140773A (zh) * | 2018-11-06 | 2020-05-12 | 朗德万斯公司 | 用于半导体灯的多色光引擎 |
| US11202920B2 (en) * | 2018-12-07 | 2021-12-21 | Ledvance Llc | Luminaire for enhanced color rendition and wellness |
| WO2020126549A1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | Lumileds Holding B.V. | Cyan phosphor-converted led module |
| EP3709623A1 (en) | 2019-03-15 | 2020-09-16 | Aptiv Technologies Limited | Method for simulating a digital imaging device |
| US11313671B2 (en) * | 2019-05-28 | 2022-04-26 | Mitutoyo Corporation | Chromatic confocal range sensing system with enhanced spectrum light source configuration |
| CN110164856B (zh) * | 2019-06-11 | 2020-12-01 | 北京宇极芯光光电技术有限公司 | 一种用于超市鲜肉照明的led发光装置 |
| CN110176449B (zh) * | 2019-06-11 | 2020-12-01 | 北京宇极芯光光电技术有限公司 | 一种符合d50标准光源的led发光装置 |
| US11289630B2 (en) | 2019-12-20 | 2022-03-29 | Lumileds Llc | Tunable lighting system with preferred color rendering |
| CN114762456B (zh) * | 2019-12-20 | 2023-02-17 | 亮锐有限责任公司 | 具有优选显色性的可调照明系统 |
| CN111486947B (zh) * | 2020-04-24 | 2022-07-08 | 广州市三信红日照明有限公司 | 一种基于照度和相关色温的展陈照明光品质评价方法及系统 |
| CN111815618B (zh) * | 2020-07-22 | 2022-04-05 | 华东交通大学 | 基于时序特征的稀土元素组分含量动态监测方法及系统 |
| CN113739914B (zh) * | 2021-09-02 | 2024-05-10 | 浙江阳光照明电器集团股份有限公司 | 一种辨别类太阳光led的简易方法 |
| WO2024080464A1 (ko) * | 2022-10-14 | 2024-04-18 | 서울반도체주식회사 | 발광 소자, 발광 패키지 및 이를 포함하는 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010100825A (ja) | 2008-10-22 | 2010-05-06 | General Electric Co <Ge> | 照明用青色−緑色及び緑色蛍光体 |
| WO2013031942A1 (ja) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | 三菱化学株式会社 | 照明方法及び発光装置 |
Family Cites Families (60)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557907A (en) * | 1995-02-24 | 1996-09-24 | Illinois Tool Works Inc. | Transverse zipper system |
| JP3040719B2 (ja) | 1995-08-24 | 2000-05-15 | 松下電器産業株式会社 | 一般照明用放電ランプおよび一般照明用照明器具 |
| JPH1173923A (ja) | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明ランプ |
| US7467893B2 (en) * | 2000-03-14 | 2008-12-23 | Com-Pac International, Inc. | Reclosable plastic bag |
| US6467956B1 (en) * | 2000-04-05 | 2002-10-22 | Reynolds Consumer Products, Inc. | Tamper evident package having slider device, and methods |
| JP2007214603A (ja) | 2000-05-31 | 2007-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｌｅｄランプおよびランプユニット |
| US6807794B2 (en) * | 2003-02-11 | 2004-10-26 | Illinois Tool Works Inc. | Methods of making a gusset style pouch in a reclosable bag |
| DE102004018590A1 (de) | 2004-04-16 | 2005-11-03 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Leuchtstoffzusammensetzung für eine Niederdruckentladungslampe mit sehr hoher Farbtemperatur |
| US7527585B2 (en) * | 2004-07-21 | 2009-05-05 | Illinois Tool Works Inc. | Methods of making reclosable packages for vacuum, pressure and/or liquid containment |
| US20060093242A1 (en) * | 2004-07-21 | 2006-05-04 | Anzini David J | Reclosable packages for vacuum, pressure and/or liquid containment |
| US7347908B2 (en) * | 2004-07-21 | 2008-03-25 | Illinois Tool Works Inc. | Leakproof zipper end crush for reclosable bag and related method of manufacture |
| US20070092167A1 (en) * | 2005-10-24 | 2007-04-26 | Paul Tilman | Polymeric Package With Resealable Closure And Valve, And Methods |
| US7453195B2 (en) | 2004-08-02 | 2008-11-18 | Lumination Llc | White lamps with enhanced color contrast |
| US9793247B2 (en) * | 2005-01-10 | 2017-10-17 | Cree, Inc. | Solid state lighting component |
| US7358542B2 (en) | 2005-02-02 | 2008-04-15 | Lumination Llc | Red emitting phosphor materials for use in LED and LCD applications |
| US7648649B2 (en) | 2005-02-02 | 2010-01-19 | Lumination Llc | Red line emitting phosphors for use in led applications |
| US7497973B2 (en) | 2005-02-02 | 2009-03-03 | Lumination Llc | Red line emitting phosphor materials for use in LED applications |
| US20080256901A1 (en) * | 2005-10-24 | 2008-10-23 | Reynolds Foil Inc, D/B/A Reynolds Consumer Products Company | Polymeric package with resealable closure and valve, and methods |
| US20090129053A1 (en) | 2006-01-12 | 2009-05-21 | Luminoso Photoelectric Technology Co. | Light-enhanced element |
| JP2007258202A (ja) | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Showa Denko Kk | 照明光源 |
| WO2008021335A2 (en) * | 2006-08-14 | 2008-02-21 | Illinois Tool Works Inc. | Method of high-temperature treatment of article using vented reclosable package |
| US20080159663A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Linh Pham | Reclosable bags having slider with finger that stops slider at side seal |
| TWI560405B (en) | 2007-02-22 | 2016-12-01 | Cree Inc | Lighting devices, methods of lighting, light filters and methods of filtering light |
| TWI331397B (en) | 2007-09-03 | 2010-10-01 | Ledtech Electronics Corp | Array type light-emitting device with high color rendering index |
| US8373338B2 (en) * | 2008-10-22 | 2013-02-12 | General Electric Company | Enhanced color contrast light source at elevated color temperatures |
| KR100953680B1 (ko) * | 2007-10-19 | 2010-04-20 | 주식회사 락앤락 | 재밀폐가능한 플라스틱 백 |
| US20090129707A1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-05-21 | Illinois Tool Works Inc. | Reclosable package with zipper and slider in the fin seal |
| US7655954B2 (en) * | 2007-12-17 | 2010-02-02 | Ledtech Electronics Corp. | Array type light-emitting device with high color rendering index |
| JP2009292939A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Seiko Epson Corp | 放射線硬化型インク組成物、記録方法、記録物、インクセット、インクジェット記録用インクカートリッジ、インクジェット記録装置、放射線検知方法、および管理方法 |
| JP2010093132A (ja) | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Sharp Corp | 半導体発光装置およびそれを用いた画像表示装置、液晶表示装置 |
| JP5359179B2 (ja) * | 2008-10-17 | 2013-12-04 | 富士通株式会社 | 光受信機及び光受信方法 |
| US8703016B2 (en) * | 2008-10-22 | 2014-04-22 | General Electric Company | Phosphor materials and related devices |
| US8288785B2 (en) * | 2008-12-03 | 2012-10-16 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Lead frame having light-reflecting layer, light emitting diode having the lead frame, and backlight unit having the light emitting diode |
| DK2230350T3 (da) * | 2009-03-18 | 2011-06-06 | Baumhueter Extrusion Gmbh | Polymerfiber, dens anvendelse og fremgangsmåde til frembringelse |
| US20110062468A1 (en) | 2009-09-11 | 2011-03-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Phosphor-converted light emitting diode device |
| US8938860B2 (en) * | 2009-10-08 | 2015-01-27 | Illinois Tool Works Inc. | Seal apertures through package reclosure |
| US20110162329A1 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | Flair Flexible Packaging Corporation | Bag having both permanent and resealable seals |
| US20110215348A1 (en) | 2010-02-03 | 2011-09-08 | Soraa, Inc. | Reflection Mode Package for Optical Devices Using Gallium and Nitrogen Containing Materials |
| US20110220920A1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Brian Thomas Collins | Methods of forming warm white light emitting devices having high color rendering index values and related light emitting devices |
| US8643038B2 (en) * | 2010-03-09 | 2014-02-04 | Cree, Inc. | Warm white LEDs having high color rendering index values and related luminophoric mediums |
| JP5519440B2 (ja) * | 2010-08-03 | 2014-06-11 | 日東電工株式会社 | 発光装置 |
| EP2426186B1 (en) * | 2010-09-03 | 2016-03-23 | Stcube, Inc. | Led light converting resin composition and led member using the same |
| US8941292B2 (en) * | 2010-10-25 | 2015-01-27 | General Electric Company | Lamp with enhanced chroma and color preference |
| US8252613B1 (en) | 2011-03-23 | 2012-08-28 | General Electric Company | Color stable manganese-doped phosphors |
| WO2013101280A2 (en) | 2011-04-11 | 2013-07-04 | Cree, Inc. | Solid state lighting device including green shifted red component |
| US20120319617A1 (en) | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Yen Chih-Chien | LED Lighting Device |
| EP2739704B1 (en) | 2011-08-04 | 2015-10-14 | Koninklijke Philips N.V. | Light converter and lighting unit comprising such light converter |
| MX351531B (es) * | 2011-09-30 | 2017-10-18 | Gen Electric | Materiales de fosforo y dispositivos relacionados. |
| EP3483496B1 (en) | 2011-11-07 | 2020-07-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | White light source and white light source system including the same |
| US8884508B2 (en) * | 2011-11-09 | 2014-11-11 | Cree, Inc. | Solid state lighting device including multiple wavelength conversion materials |
| WO2013118206A1 (ja) | 2012-02-08 | 2013-08-15 | パナソニック株式会社 | Ｌｅｄランプ用の透光性外郭部材 |
| DE202013012940U1 (de) | 2012-05-04 | 2023-01-19 | Soraa, Inc. | LED-Lampen mit verbesserter Lichtqualität |
| KR101455083B1 (ko) * | 2012-08-10 | 2014-10-28 | 삼성전자주식회사 | 조명 장치 |
| JP6209874B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2017-10-11 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| US9216845B2 (en) * | 2012-10-26 | 2015-12-22 | Illinois Tool Works Inc. | Leak-resistant slider select zipper |
| US20140167601A1 (en) | 2012-12-19 | 2014-06-19 | Cree, Inc. | Enhanced Luminous Flux Semiconductor Light Emitting Devices Including Red Phosphors that Exhibit Good Color Rendering Properties and Related Red Phosphors |
| JP6094254B2 (ja) * | 2013-02-21 | 2017-03-15 | 東芝ライテック株式会社 | 発光モジュールおよび照明装置 |
| AU2014315049B2 (en) | 2013-09-09 | 2019-03-14 | GE Lighting Solutions, LLC | Enhanced color-preference light sources |
| EP3194530A1 (en) | 2014-09-09 | 2017-07-26 | GE Lighting Solutions, LLC | Enhanced color-preference led light sources using yag, nitride, and pfs phosphors |
| WO2016054764A1 (en) | 2014-10-08 | 2016-04-14 | GE Lighting Solutions, LLC | Materials and optical components for color filtering in lighting apparatus |
-
2014
- 2014-09-09 AU AU2014315049A patent/AU2014315049B2/en not_active Ceased
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- 2014-09-09 JP JP2016540937A patent/JP6893786B2/ja active Active
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- 2014-09-09 WO PCT/US2014/054868 patent/WO2015035425A1/en active Application Filing
- 2014-09-09 CA CA2923187A patent/CA2923187C/en active Active
- 2014-09-09 CN CN201480061293.2A patent/CN105683653B/zh active Active
- 2014-09-09 US US14/917,870 patent/US10196565B2/en active Active
- 2014-09-09 EP EP14842487.2A patent/EP3044504B1/en active Active
-
2015
- 2015-01-19 TW TW104101687A patent/TW201610363A/zh unknown
- 2015-01-21 CA CA2959131A patent/CA2959131C/en active Active
- 2015-01-21 CA CA2959989A patent/CA2959989C/en active Active
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- 2015-01-21 KR KR1020227010534A patent/KR20220045997A/ko not_active Application Discontinuation
- 2015-01-21 MX MX2017003055A patent/MX2017003055A/es unknown
- 2015-01-21 BR BR112017004395-5A patent/BR112017004395B1/pt active IP Right Grant
- 2015-01-21 CN CN202010473635.9A patent/CN111878716B/zh active Active
- 2015-01-21 KR KR1020177009138A patent/KR20170056584A/ko not_active IP Right Cessation
- 2015-01-21 KR KR1020177009584A patent/KR102483038B1/ko active IP Right Grant
- 2015-01-21 AU AU2015315833A patent/AU2015315833B2/en not_active Ceased
- 2015-01-21 CN CN201580048476.5A patent/CN106715645B/zh active Active
- 2015-01-21 AU AU2015315832A patent/AU2015315832B2/en active Active
- 2015-01-21 BR BR112017003420A patent/BR112017003420A2/pt not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-01-18 TW TW105101403A patent/TWI697543B/zh active
-
2017
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2010100825A (ja) | 2008-10-22 | 2010-05-06 | General Electric Co <Ge> | 照明用青色−緑色及び緑色蛍光体 |
| WO2013031942A1 (ja) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | 三菱化学株式会社 | 照明方法及び発光装置 |
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| TWI709711B (zh) | 增強的色彩偏好光源 |
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