KR102491842B1

KR102491842B1 - 컬러 튜닝가능 발광 다이오드(led) 시스템들, led 조명 시스템들, 및 방법들

Info

Publication number: KR102491842B1
Application number: KR1020217034712A
Authority: KR
Inventors: 보우터 안톤 소어; 베르너 괴츠
Original assignee: 루미레즈 엘엘씨
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2023-01-26
Also published as: EP3949686A1; JP2022523868A; TW202044617A; CN113841465A; US20200314976A1; US10887960B2; EP3949686B1; US11825572B2; TWI742589B; CN113841465B; WO2020198628A1; US20210120645A1; KR20210136141A; JP7305784B2

Abstract

튜닝가능 LED 조명 시스템, 디바이스 및 방법이 여기 설명된다. 발광 디바이스는 CIE 1976 컬러 좌표 0.3 < u' < 0.35 및 v' > 0.52에 의해 특징지어지는 탈채도 주황색 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 제1 인광체-변환 LED 및 CIE 1976 컬러 좌표 0.15 < u' < 0.20 및 0.47 < v' < 0.52에 의해 특징지어지는 시안 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 제2 인광체-변환 LED를 포함한다. 제1 인광체-변환 LED 및 제2 인광체-변환 LED는 제1 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광과 제2 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광을 조합하여 발광 디바이스로부터 백색 광 출력을 제공하도록 배열된다.

Description

컬러 튜닝가능 발광 다이오드(LED) 시스템들, LED 조명 시스템들, 및 방법들

[관련 출원에 대한 상호 참조]

본 출원은 2019년 3월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/368,413호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이 미국 특허 출원은 그 전체가 본 명세서에 참조로 통합된다.

상관 컬러 온도(correlated color temperature, CCT) 튜닝가능 발광 다이오드(LED) 조명 시스템들은 2개의 채널 LED 구동 및 2개의 LED 이미터들의 그룹을 사용하여 컬러 공간에서의 2개의 원색 포인트 사이의 선형 튜닝(linear tuning)을 제공할 수 있는데, 각각의 그룹은 턴 온될 때 2개의 원색 포인트 중 하나를 갖는 광을 방출하도록 구성된다. 이러한 LED 조명 시스템들의 튜닝 범위는 원색 포인트들 사이의 CCT들의 범위일 수 있다. 예를 들어, 백색 LED 조명 시스템의 CCT 튜닝을 위해, 2개의 원색 포인트는 2700K의 CCT를 갖는 온 백색(warm white), 및 4000K의 CCT를 갖는 중성 백색(neutral white)일 수 있어서, 2700K-4000K의 LED 조명 시스템에 대한 튜닝 범위를 제공한다.

튜닝가능 LED 조명 시스템들, 디바이스들 및 방법들이 본 명세서에 설명된다. 발광 디바이스는 CIE1976 컬러 좌표 0.3 < u' <0.35 및 v' > 0.52를 특징으로 하는 탈채도(desaturated) 주황색 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 제1 인광체-변환 LED 및 CIE1976 컬러 좌표 0.15 < u' < 0.20 및 0.47 < v' < 0.52를 특징으로 하는 시안(cyan) 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 제2 인광체-변환 LED를 포함한다. 제1 인광체-변환 LED 및 제2 인광체-변환 LED는 제1 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광과 제2 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광을 조합하여 발광 디바이스로부터 백색 광 출력을 제공하도록 배열된다.

도 1a는 컬러 공간을 나타내는 CIE(International Commission on Illumination) 1976 색도도(chromaticity diagram)이다.
도 1b는 LED 이미터들의 제1 그룹 및 제2 그룹에 대응하는 LED 이미터들을 포함하는 3개의 예시적인 LED 시스템의 평면도들을 도시한 도면이다.
도 1c는 제1 그룹에서의 LED 이미터 및 제2 그룹에서의 LED 이미터에 대한 시뮬레이션된 스펙트럼들을 도시한 그래프이다.
도 1d는 제각기 제1 그룹 및 제2 그룹에서의 LED 이미터들에 의해 방출된 광에 대응할 수 있는 예시적인 탈채도 주황색 컬러 포인트와 예시적인 탈채도 시안 컬러 포인트 사이의 튜닝 경로를 도시한 그래프이다.
도 1e는 본 명세서에 설명된 바와 같은 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템의 실시예에 대한 다양한 CCT들에서의 광선속(luminous flux)과 3개의 기준 튜닝가능 LED 조명 시스템 사이의 비교를 도시하는 그래프이다.
도 1f는 본 명세서에 설명된 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템의 실시예 및 참조 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템들에 대한 도 1d의 튜닝 경로와 BBL(black body line) 사이의 거리를 도시한 그래프이다.
도 1g는 본 명세서에 설명된 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템의 실시예에 대한 CCT의 함수로서의 계산된 CRI(color rendering index)를 도시하는 그래프이다.
도 1h는 본 명세서에 설명된 바와 같은 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템을 작동시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 통합 LED 조명 시스템을 위한 전자 장치 보드의 평면도이다.
도 3a는 일 실시예에서 LED 디바이스 부착 영역에서 기판에 부착된 LED 어레이를 갖는 전자 장치 보드의 평면도이다.
도 3b는 회로 보드의 2개의 표면 상에 장착된 전자 장치 컴포넌트들을 갖는 2 채널 통합 LED 조명 시스템의 일 실시예의 도면이다.
도 3c는 LED 어레이가 구동기 및 제어 회로와는 별개의 전자 장치 보드 상에 있는 LED 조명 시스템의 실시예의 도면이다.
도 3d는 구동기 회로로부터 분리된 전자 장치 보드 상의 전자 장치 중 일부와 함께 LED 어레이를 갖는 LED 조명 시스템의 블록도이다.
도 3e는 다채널 LED 구동기 회로를 보여주는 예시적인 LED 조명 시스템의
도면이다.
도 4는 예시적인 응용 시스템의 도면이다.
도 5a는 예시적인 LED 디바이스의 도면이다.
도 5b는 예시적인 LED 시스템의 도면이다.

상이한 광 조명 시스템들 및/또는 발광 다이오드("LED") 구현들의 예들이

첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더 완전히 설명될 것이다. 이들 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나의 예에서 발견된 특징들은 추가적인 구현들을 달성하기 위해 하나 이상의 다른 예에서 발견된 특징들과 조합될 수 있다. 따라서, 첨부 도면에 도시한 예들은 단지 예시적 목적들을 위해 제공되고 그들은 본 개시내용을 어떤 식으로든 제한하려고 의도하는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 유사한 번호들은 명세서 전반에 걸쳐 유사한 요소들을 가리킨다.

제1, 제2, 제3 등의 용어들이 본 명세서에서 다양한 요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되지 않아야 한다는 것을 이해할 것이다. 이러한 용어들은 하나의 요소를 또 다른 요소와 구별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 요소를 제2 요소라고 부를 수 있고, 제2 요소를 제1 요소라고 부를 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 연관되고 열거된 아이템 중 하나 이상의 것의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함할 수 있다.

층, 영역, 또는 기판과 같은 요소가 또 다른 요소 "상에" 있거나 또 다른 요소 "상으로" 연장되는 것으로 지칭될 때, 다른 요소 상에 직접 있거나 다른 요소 상으로 직접 연장될 수 있거나 또는 개재 요소(intervening element)들이 또한 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대조적으로, 한 요소가 또 다른 요소 "상에 직접(directly on)" 있거나 또 다른 요소 "상으로 직접(directly onto)" 연장되는 것으로 지칭될 때, 개재 요소들은 존재하지 않을 수 있다. 한 요소가 또 다른 요소에 "접속(connected)" 또는 "결합(coupled)"되는 것으로 지칭될 때, 한 요소가 다른 요소에 직접 접속 또는 결합될 수 있고 및/또는 하나 이상의 개재 요소를 통해 다른 요소에 접속 또는 결합될 수 있다는 것을 또한 이해할 것이다. 대조적으로, 한 요소가 또 다른 요소에 "직접 접속된" 또는 "직접 결합된" 것으로 지칭될 때, 요소와 다른 요소 사이에 개재 요소들이 존재하지 않는다. 이들 용어는 도면에 묘사된 임의의 오리엔테이션 외에도 요소의 상이한 오리엔테이션들을 포괄하고자 의도한다는 것을 이해할 것이다.

"아래", "위", "상부", "하부", "수평", 또는 "수직"과 같은 상대적 용어들은 본 명세서에서 도면들에 예시된 바와 같은 하나의 요소, 층 또는 영역과 또 다른 요소, 층 또는 영역의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이들 용어는 도면에 묘사된 오리엔테이션 외에도 디바이스의 상이한 오리엔테이션들을 포괄하고자 의도한다는 것을 이해할 것이다.

또한, LED 디바이스들, LED 어레이들, 전기 컴포넌트들 및/또는 전자 장치 컴포넌트들이 하나 또는 2개 이상의 전자 장치 보드 상에 하우징되는지는 설계 제약들 및/또는 응용에 또한 의존할 수 있다.

자외선(UV) 또는 적외선(IR) 광학적 전력(optical power)을 방출하는 디바이스들과 같은 반도체 발광 디바이스들(LED들) 또는 광학적 파워 방출 디바이스들은 현재 이용가능한 가장 효율적인 광원들 중에 속한다. 이러한 디바이스들(이후에 "LED들")은 발광 다이오드들, 공진 공동 발광 다이오드들, 수직 공동 레이저 다이오드들, 에지 방출 레이저들, 또는 그와 유사한 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소형 크기 및 더 낮은 전력 요건들로 인해, LED들은 많은 상이한 응용들에 대한 매력적인 후보일 수 있다. 예를 들어, 그것들은 카메라들 및 셀 폰들과 같은 핸드헬드 배터리-전력공급형 디바이스들(hand-held battery-powered devices)에 대한 광원들(예를 들어, 플래시 라이트 및 카메라 플래시)로서 사용될 수 있다. 이들은 예를 들어, 자동차 조명, HUD(heads up display) 조명, 원예 조명, 거리 조명, 비디오용 토치, 일반 조명(예를 들어, 가정, 상점, 사무실 및 스튜디오 조명, 극장/무대 조명 및 건축 조명), AR(augmented reality) 조명, VR(virtual reality) 조명, 디스플레이용 백라이트, 및 IR 분광법에 또한 사용될 수 있다. 단일 LED는 백열 광원보다 덜 밝은 광을 제공할 수 있고, 따라서 다중 접합 디바이스들(multi-junction devices) 또는 LED들의 어레이들(예를 들어, 모놀리식 LED 어레이들, 마이크로 LED 어레이들 등)이 더 큰 밝기가 희망되거나 요구되는 응용들에 대해 사용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 것과 같은 튜닝가능 LED 조명 시스템들은 거리, 도로, 터널, 주차장, 주차 전용 빌딩, 및 생태학적으로 민감한 지역 조명과 같은 실외 조명에 특히 유리할 수 있고, 여기서 예를 들어, 상이한 주위 조명 조건들, 날씨 조건들, 교통 조건들 등 하에서 보다 효율적이고, 가시적으로 만족스럽고 및/또는 보다 안전한 조명 환경을 제공하기 위해 LED 조명 시스템에 의해 제공된 복합 광의 컬러 포인트를 튜닝하는 것이 바람직할 수 있다.

컬러 공간은 특정하고 균일한 시각적 자극의 컬러 및 휘도를 특정하는 3개의 수의 세트에 의해 컬러가 정의되는 3차원 공간이다. 색도도(chromaticity diagram)는 2차원 공간상으로 투사된, 사람의 눈에 의해 인지가능한 모든 컬러를 나타낸다. 색도도들은 높은 정밀도를 제공할 수 있는데, 그 이유는 파라미터들이 유색 물체로부터 방출된 광의 SPD(spectral power distribution)에 기초하고 또한 사람의 눈에 대해 측정된 감도 곡선들에 의해 인수화되기 때문이다. 따라서, 임의의 컬러는 선택된 색도도에서의 그의 2개의 컬러 좌표의 관점에서 정밀하게 표현될 수 있다.

도 1a는 CIE(International Commission on Illumination) 1976 색도도(100)이다. CIE1976 컬러 공간은, 도 1a에서 u' 및 v' 축들로서 도시된, 2개의 색도 좌표 u' 및 v'에 의해 특정된 대응하는 색도 공간 상으로 직접 투사된다. CIE1976 색도도(100)는 파라미터 F에 의해 나타내어질 수 있는 밝기를 무시한다.

CIE 1976 색도도(100)는 플랑크 궤적(Planckian locus) 또는 흑체 궤적(black body locus, BBL)(102)을 포함한다. BBL(102)은 낮은 CCT들에서의 짙은 적색으로부터 매우 높은 CCT들에서의 주황색, 황백색(yellowish white), 백색, 및 마지막으로 청백색을 거치며 흑체 온도가 변화함에 따라 백열성 흑체의 컬러가 특정한 색도 공간에서 취하게 될 경로 또는 궤적이다. 일반적으로 말하면, BBL(102)로부터 너무 멀지 않은 백색 컬러 포인트들이 일반적인 조명을 위해 선호된다.

위에 언급된 바와 같이, 선형 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템들은 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템을 위한 튜닝 범위의 각자의 끝들에서 CCT들을 갖는 2개의 LED 이미터들의 그룹을 제각기 구동하는 2개의 1차 LED 채널을 전형적으로 갖는다. 예를 들어, 2700K 내지 4000K의 튜닝 범위를 갖는 LED 조명 시스템은 2700K의 CCT를 갖는 제1 LED 이미터들의 그룹 및 4000K의 CCT를 갖는 제2 LED 이미터들의 그룹을 포함할 수 있다. LED 조명 시스템으로부터 출력된 복합 광의 컬러 포인트는 제1 채널을 통해 제1 LED 이미터들의 그룹에 제공된 전력(power)과 제2 채널을 통해 제2 LED 이미터들의 그룹에 제공된 전력의 혼합 비율을 변화시킴으로써 튜닝될 수 있다. 그 결과, 이들 선형 컬러 튜닝 LED 조명 시스템들에 대해, 튜닝 범위의 양쪽 끝에서, 하나의 LED 이미터들의 그룹이 완전히 턴 오프될 것이다. 그러면, 그러한 LED 조명 시스템들에서, LED 이미터들의 활용은 비교적 낮다.

낮은 활용은 몇 가지 이유로 불리할 수 있다. 예를 들어, 더 높은 활용을 갖는 시스템과 동일한 광선속을 달성하기 위해 더 많은 LED 이미터들이 필요할 수 있다. 이는 LED 이미터들 자체뿐만 아니라 더 많은 수의 LED 이미터들을 수용할 필요가 있는 다른 시스템 컴포넌트들의 비용을 끌어올릴 수 있다. 지향성 조명 응용들에 대해, 낮은 활용은 또한 소정의 광선속을 달성하는 데 필요한 소스 크기를 증가시킬 수 있어서, LED 조명 시스템의 전체 휘도를 감소시킨다. 이는 주어진 보조 광학계를 이용한 빔 제어가 감소될 수 있고 및/또는 동일한 빔 제어를 달성하기 위해 더 큰 보조 광학계가 필요할 수 있다는 것을 의미할 수 있다.

덧붙여, 종래의 백색 LED 이미터들은 펌프 광(pump light)을 백색 광으로 변환하기 위해 적색 및 녹색 인광체들을 포함한다. 이러한 LED 이미터들에서, 하향-변환된 녹색 광은 적색 인광체들에 의해 재흡수된 다음 적색 광으로 하향-변환되어, 2개의 인광체의 효율 손실들을 악화시킬 수 있다.

본 명세서에 설명된 실시예들은 하나 이상의 LED 구동기 회로의 2개의 채널로부터 전력을 수신하도록 전기적으로 결합된 2개의 LED 이미터들의 그룹을 제공한다. 제1 LED 이미터들의 그룹은 탈채도 주황색 컬러를 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다.

제2 LED 이미터들의 그룹은 탈채도 시안 컬러를 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 LED 이미터들의 그룹들 중 각자의 것에 각각 전기적으로 결합된 2개의 채널은 70보다 큰 CRI(color rendering index)에서 2700K와 4000K 사이의 CTT들을 갖는 2개의 그룹으로부터의 복합 광에 대해 최대 LED 이미터 활용 및 광선속을 산출할 수 있다. CCT 튜닝은 더 낮은 플럭스(flux) 및 CRI에서 아래로 대략 2000K까지 가능하게 될 수 있다. 실시예들에서, 제1 LED 이미터들의 그룹은 590nm 내지 650nm의 피크 방출 파장을 갖는 적색 질화물 인광체들만을 포함할 수 있고, 제2 LED 이미터들의 그룹은 500nm 내지 560nm의 피크 방출 파장을 갖는 녹색 인광체들만을 포함할 수 있는데, 이는 동일한 LED 이미터의 파장 변환 층 내에 적색 및 녹색 인광체들이 포함되는 LED 조명 시스템들에 대하여 적색과 녹색 인광체들 사이의 상호작용을 감소시키거나 제거할 수 있다.

도 1a의 CI E1976 색도도(100)를 다시 참조하면, 제1 LED 이미터들의 그룹은 CIE 1976 색도 좌표 0.30 < u' < 0.35 및 v' > 0.52로 특징지어질 수 있는 탈채도 주황색 컬러 포인트를 가질 수 있다. 제1 그룹을 위한 LED 이미터 구조는 일반식

의 2-5-8 인광체 재료를 포함할 수 있는 파장 변환 층을 가질 수 있고, 여기서 0.003 < y <0.03, 0.2 < d < 0.6이다. 제2 LED 이미터들의 그룹은 CIE 1976 색도 좌표 0.15 < u' < 0.20 및 0.47 < v' < 0.52에 의해 특징지어질 수 있는 탈채도 시안 컬러 포인트를 가질 수 있다. 제2 그룹을 위한 LED 이미터 구조는 일반식

의 가넷 인광체(garnet phosphor)를 포함할 수 있는 파장 변환 층을 가질 수 있고, 여기서 0.01 < x < 0.06, 0 < a < 1-x, 0 < b < 0.6이다. 일부 실시예들에서, 제2 그룹에서의 LED 이미터들을 위한 파장 변환 층은 함께 혼합된 상이한 조성물들을 갖는 2개 이상의 가넷 인광체 재료를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제1 LED 이미터들의 그룹은 최소한의 녹색 방출 인광체 재료를 포함하거나 녹색 방출 인광체 재료를 포함하지 않는 파장 변환 층들을 가질 수 있고,

제2 LED 이미터들의 그룹은 인광체-인광체 상호작용들 및 연관된 효율 손실들을 제한하기 위해, 최소한의 적색-방출 인광체 재료를 포함하거나 적색-방출 인광체 재료를 포함하지 않는 파장 변환 층들을 가질 수 있다.

도 1b는 제1 그룹 및 제2 그룹에 대응하는 LED 이미터들을 포함하는 3개의 예시적인 LED 시스템(110A, 110B 및 110C)의 평면도들을 도시하는 도면이다. 도 1b에 예시된 예시적인 LED 시스템들 각각은 패키지 레벨 또는 모듈 레벨에서 통합된 다수의 LED 이미터를 포함한다. 도 1b에 예시된 예들은 제1 및 제2 그룹들 둘 다에 대응하는 LED 이미터들의 어레이들을 포함하는 LED 시스템들의 것이긴 하지만, LED 조명 시스템은 대안적으로 제1 그룹 또는 제2 그룹에 대응하는 단일 컬러를 갖는 광을 각각 방출하는 이산 LED 시스템들의 어레이를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 중간-전력 LED 시스템을 포함하는, 본 명세서에 설명된 특정 예들 이외의 LED 시스템들이 본 명세서에 설명된 실시예들에 부합되게 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, LED 시스템(220)이 도 5b에 도시되며, 그의 구조가 아래에 상세히 설명된다.

도 1b에 예시된 하나의 예시적인 LED 시스템(110A)은 패키지 레벨 상에 통합된 높은 전력 LED 시스템이다. 높은 전력 LED 시스템(110A)은 다수의 LED 이미터(112)를 포함할 수 있다. 도 1b에 예시된 특정한 예에서, 이미터들은 기판(114) 상의 4개의 별개의 LED 디바이스(112A, 112B, 112C 및 112D)이다. LED 디바이스들(112A, 112B, 112C, 112D) 각각은 제1 그룹 A에 속하는 탈채도 주황색 LED 디바이스이거나 또는 제2 그룹 B에 속하는 탈채도 시안 LED 디바이스이다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자는 높은 전력 LED 시스템이 본 명세서에 설명된 실시예들에 부합하는 임의 수의 LED 디바이스를 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. LED 디바이스들(112) 전부 및 기판(114)의 적어도 일부분들 위에 선택적 돔(116)이 제공될 수 있다.

도 1b에 예시된 또 다른 예시적인 LED 시스템(110B)은 패키지 레벨에서 통합된 칩-온-보드(chip-on-board, COB) LED 시스템이다. 예시된 예에서, COB LED 시스템(110B)은 기판(120) 상에 복수의 이미터(118)를 포함한다. 파장 변환 층은, 이미터들의 개별 행들이 제각기 그룹 A에 대응하는 탈채도 주황색 컬러 포인트 또는 그룹 B에 대응하는 탈채도 시안 컬러 포인트를 갖는 광을 방출할 수 있도록 이미터들(118) 위에 패터닝될 수 있다. 돔(도시되지 않음)이 이미터들(118) 및 기판(120)의 적어도 일부분들 위에 선택적으로 제공될 수 있다. 이 예가 COB LED 시스템(110B)으로서 설명되지만, 대안적인 실시예들에서, 모놀리식 LED 어레이가 사용되고 도 1b에 도시된 것과 유사한 패터닝된 파장 변환 층을 제공받는다. 또한, 줄무늬 파장 변환 층 패턴이 도 1b에 도시되지만, 파장 변환 층은 LED 시스템으로 하여금 2 채널 구동기에 전기적으로 결합되고 구동되게 할 수 있어서, 그룹 A 이미터들이 탈채도 주황색 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하고, 그룹 B 이미터들이 탈채도 시안 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하고, LED 시스템(110B)의 복합 광 출력이 원하는 튜닝 범위 내의 CCT를 갖도록 하는 임의의 방식으로 패터닝될 수 있다.

도 1b에 예시된 또 다른 예시적인 LED 시스템(110C)은 모듈 레벨에서 통합된 이산 LED 시스템들(124)의 어레이(122)를 포함하는 LED 모듈이다. 어레이(122)는 기판(126) 상에 배치되고 12개의 이산 LED 시스템(124)을 포함하는데, 각각은 턴 온될 때 그룹 A에 대응하는 탈채도 주황색 컬러 포인트 또는 그룹 B에 대응하는 탈채도 시안 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 구성된 단일 LED 디바이스 또는 LED 이미터들의 어레이를 갖는다. 각각의 LED 시스템(124)은 돔(127)과 같은, 그 자신의 광학계를 선택적으로 포함할 수 있다. 12개의 이산 LED 시스템(124)이 도 1b의 LED 어레이(122)에 포함되지만, 설계 제약들에 좌우되어 임의 수의 LED 시스템들이 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

제1 및 제2 LED 이미터들의 그룹들은 특정한 CCT 및 광선속을 갖는 복합 출력 광을 제공하기 위해서 제1 및 제2 그룹들 각각에 제공되는 구동 전류 및/또는 듀티 사이클을 별도로 제어할 수 있는 별개의 채널들을 통해 구동기에 전기적으로 결합될 수 있다. LED 조명 시스템은 채널들 각각을 통해 연속적으로 또는 펄스 폭 변조된 패턴으로 제공되는 전류를 발생시키고 제어하기 위해, 전류 분할 회로, 전류 스위칭 회로, 및 PWM(pulse width modulation) 회로와 같은 컬러 튜닝 회로를 포함할 수 있다. 구동기 및/또는 컬러 튜닝 회로는 LED 조명 시스템 마이크로컨트롤러와 같은 제어 유닛에 전기적으로 및/또는 통신적으로 결합될 수 있는데, 이 제어 유닛은 이산 저장 유닛으로부터 데이터를 검색하고, 하나 이상의 센서 및/또는 타이머로부터 입력들을 수신하고, 및/또는 유선 또는 무선 수신기를 통해 외부 디바이스들로부터 제어 명령들을 수신할 수 있다. 제어 유닛은 하나 이상의 수신된 입력에 기초하여 LED 조명 시스템에 대한 타깃 CCT 및 플럭스(flux)를 설정하도록 컬러 튜닝 회로를 제어할 수 있다. 본 명세서에 설명된 LED 시스템들이 통합될 수 있는, 구동기, 제어 유닛, 센서들 및 무선 및/또는 유선 수신기들을 포함할 수 있는 LED 조명 시스템들의 예들은 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d 및 도 3e와 관련하여 아래에 설명되고, 따라서, 이들 LED 조명 시스템 컴포넌트들의 설명, 및 본 명세서에 설명된 LED 조명 시스템들의 동작은 그 도면들과 관련하여 아래에 더 상세히 제공된다.

위에 언급된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 것과 같은 제1 및 제2 LED 이미터들의 그룹들을 포함하는 실외 LED 조명 시스템에서, 설계 제약들은, 높고 일정한 광선속이 2700K 내지 4000K 범위에 걸쳐 제공되면서 또한 이 범위에 걸쳐 70보다 큰 CRI를 달성하고 더 낮은 광선속 및 CRI가 허용가능할 수 있는 2000K로 하향 튜닝하는 것을 허용하도록 설정될 수 있다.

도 1c는 제1 그룹 내의 LED 이미터 및 제2 그룹 내의 LED 이미터에 대한 시뮬레이션된 스펙트럼들을 도시한 그래프(150)이다. 그래프(150)에서, 곡선(152)은 제2 그룹 내의 예시적인 탈채도 시안 LED 이미터의 스펙트럼을 나타내고, 곡선(154)은 제1 그룹 내의 예시적인 탈채도 주황색 LED 이미터의 스펙트럼을 나타낸다. 그래프(150)는 380nm 내지 780nm의 파장들에서의 2개의 LED 이미터 타입 각각에 대한 W/nm 단위의 스펙트럼 전력을 도시한다.

도 1d는 제각기 제1 그룹 및 제2 그룹 내의 LED 이미터들에 의해 방출된 광에 대응할 수 있는 예시적인 탈채도 주황색 컬러 포인트(166)와 예시적인 탈채도 시안 컬러 포인트(168) 사이의 튜닝 경로(162)를 도시한 그래프(160)이다. 곡선(164)은 BBL을 나타내고, 그래프(160)는 BBL(164)에 대한 상이한 CCT들을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 튜닝 경로(162)에 의해 나타내어지는 튜닝 범위는 3500K에서 BBL과 교차하고 대략 2000K와 4000K 사이에서 BBL(164)에 비교적 가까운 근접도 내에 있다.

실시예들에서, LED 이미터들의 광선속은 스펙트럼에 포함된 방사선의 발광 효율에 의해 (즉, 유사한 컬러 포인트들에서 그리고 유사한 인광체들을 사용하여) 유사한 LED 이미터들의 광선속을 스케일링함으로써 추정될 수 있다. 이는 BBL(164) 상에서 원색들을 갖는 최신 기술의 CCT 튜닝가능 LED 조명 시스템들과 본 명세서에 설명된 LED 조명 시스템들의 성능의 기본적인 비교를 가능하게 할 수 있다.

도 1e는 본 명세서에 설명된 바와 같은 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템(172)의 실시예와 3개의 참조 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템: 2200-4000K(174), 2200-5000K(176) 및 2200-6500K(178) 사이의 다양한 CCT들에서의 광선속 사이의 비교를 도시하는 그래프(170)이다. 본 명세서에 설명된 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템들로부터 획득될 수 있는 최대 플럭스(flux)가 참조 컬러 튜닝가능 LED 조명 시스템들의 최대 플럭스(flux)보다 단지 약간 더 높을 수 있지만, 2700-4000K의 타깃 범위에 걸쳐 유지될 수 있는 일정한 플럭스(flux)는 본 명세서에 설명된 시스템들에서의 더 높은 LED 활용률로 인해 상당히 더 높다.

아래의 표 1은 본 명세서에 설명된 LED 조명 시스템들 및 참조 LED 조명 시스템들에 대한 이 일정한 플럭스 레벨을 도시한다. 이 계산으로부터 17% 이득이 추정된다. 이득은 3000-4000K로부터의 CCT 범위에 걸쳐 일정한 플럭스를 고려할 때 21%가 된다. 이는 이득이 동일한 플럭스를 달성하면서 LED 디바이스 또는 이미터 카운트 및 고정기구(fixture) 크기를 감소시키기 위해 활용될 수 있으므로 많은 실외 응용들에서 주요한 장점을 제공할 수 있어서, 광학 시스템을 변화시키지 않고서 광학 제어를 개선하고 및/또는 더 낮은 구동 조건에서 LED들을 구동시켜서 효율을 개선한다.

도 1f는 본 명세서에 설명된 튜닝가능 LED 조명 시스템(182)의 실시예 및 2200K 내지 4000K(184), 2200K 내지 5000K(186), 및 2200K 내지 6500K(188)에 걸쳐 튜닝가능한 참조 LED 조명 시스템들에 대한 BBL로부터의 튜닝 경로의 거리(Duv로 표현됨)를 도시하는 그래프(170)이다. 정의에 의해, 온-BBL(on-BBL) 백색 원색들을 활용하는 참조 LED 조명 시스템들은 BBL 아래로 떨어지는 튜닝 경로들을 갖고, 2200-6500K 참조 LED 조명 시스템은 -0.009의 Duv에 도달한다. 본 명세서에 설명된 LED 조명 시스템들에서, 튜닝 경로는 3500K 주위에서 BBL과 교차하고, 더 낮은 CCT들에서 Duv는 약 -0.005까지 내려가고 더 높은 CCT들에서 Duv는 약 +0.005까지 올라간다. 이는 다양한 연구들(예를 들어, Ohno 등, Rea 등)에서 관찰되는 백색 포인트 선호에 정성적으로 대응하고, 따라서 반대할만한 것으로 예상되지 않으며, 잠재적으로 심지어 플랑크 튜닝 경로와 비교하여 바람직할 수 있다.

도 1g는 실질적으로 2-5-8 질화물 인광체로 만들어진 하나 이상의 LED 이미터 및 실질적으로 가넷 인광체로 만들어진 하나 이상의 LED 이미터를 포함하는 LED 조명 시스템으로부터 출력된 복합 광의 계산된 CRI를 보여주는 그래프(190)이다. 두 그룹은 개별적으로 70 미만의 CRI를 갖는 광을 출력한다. 그러나, 도 1g의 라인(192)에 의해 도시된 바와 같이 혼합 스펙트럼이 최대 플럭스 동작에서 2700-4000K 범위에 대해 70보다 훨씬 높은 CRI를 갖고, 2000-2700K 동작 범위에 대해 여전히 60보다 높은 CRI를 갖는다.

도 1h는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 LED 조명 시스템을 작동시키는 예시적인 방법의 흐름도(193)이다. 도 1h에 예시된 예에서, 제1 LED 이미터들의 그룹은 제1 전류 및 제1 듀티 사이클 중 적어도 하나를 갖는 제1 신호를 수신한다(194). 제2 LED 이미터들의 그룹은 제2 전류 및 제2 듀티 사이클 중 적어도 하나를 갖는 제2 신호를 수신할 수 있다(195). 제1 신호에 응답하여, 제1 LED 이미터들의 그룹은 탈채도 주황색 컬러 포인트 및 제1 플럭스를 갖는 광을 방출할 수 있다(196). 제2 신호에 응답하여, 제2 LED 이미터들의 그룹은 탈채도 시안 컬러 포인트 및 제2 플럭스를 갖는 광을 방출할 수 있다(198). 특정 단계들이 도 1h에 예시되지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 더 많거나 더 적은 단계들이 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 덧붙여, 단계들 중 임의의 것은 동시에 수행되도록 조합될 수 있다. 단계들의 순서는 단계들 중 임의의 하나 이상의 것이 상이한 시퀀스로 수행되도록 또한 변경될 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 통합 LED 조명 시스템을 위한 전자 장치 보드(310)의 평면도이다. 대안적인 실시예들에서는, 2개 이상의 전자 장치 보드가 LED 조명 시스템을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, LED 어레이가 별개의 전자 장치 보드 상에 있을 수 있거나, 또는 센서 모듈이 별개의 전자 장치 보드 상에 있을 수 있다. 예시된 예에서, 전자 장치 보드(310)는 기판(320) 상에, 위에 상세히 설명된 것과 같은 전력 모듈(312), 센서 모듈(314), 접속 및 제어 모듈(316) 및 LED 어레이, 또는 개별 LED 시스템(들)(110)의 부착을 위해 확보된 LED 부착 영역(318)을 포함한다.

기판(320)은 트랙들, 트레이스들, 패드들, 비아들, 및/또는 와이어들과 같은 전도성 커넥터들을 사용하여 전기적 컴포넌트들, 전자 장치 컴포넌트들 및/또는 전자 장치 모듈들을 기계적으로 지원하고, 그들에게 전기적 결합을 제공할 수 있는 임의의 보드일 수 있다. 기판(320)은 유전체 복합 재료와 같은 비전도성 재료의 하나 이상의 층 사이에 또는 그 상에 배치된 하나 이상의 금속화 층을 포함할 수 있다. 전력 모듈(312)은 전기적 및/또는 전자 장치 요소들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전력 모듈(312)은 AC/DC 변환 회로, 조광 회로(dimming circuit), LED 구동기 회로, 및 컬러 튜닝 회로(600)를 포함한다. LED 구동기 회로는 예를 들어, DC/DC 변환 회로 및 다른 요구되는 또는 원하는 전압 정류기 회로들을 포함할 수 있다. 컬러 튜닝 회로(600)는 다른 실시예들에서 LED 디바이스 부착 영역(318)에 부착될 수 있는, 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른, LED 이미터들에 의해 출력된 복합 광의 CCT를 제어하기 위해 제1 및 제2 LED 이미터들의 그룹들에 제공된 전력의 혼합 비율을 변화시키도록 구성될 수 있다.

센서 모듈(314)은 LED 디바이스들, 시스템들 또는 어레이들이 구현될 응용을 위해 필요한 센서들을 포함할 수 있다. 예시적 센서들은 광학 센서들(예를 들어, IR 센서들 및 이미지 센서들), 모션 센서들, 열 센서들, 기계 센서들, 근접도 센서들, 또는 심지어 타이머들을 포함할 수 있다. 예로서, 본 명세서에 설명된 것과 같은 LED 조명 시스템들은 검출된 사용자의 존재, 검출된 주위 조명 조건들, 검출된 날씨 조건들과 같은, 다수의 상이한 센서 입력에 기초하여, 또는 주간/야간 시간에 기초하여 턴 오프/온 및/또는 CCT 튜닝될 수 있다. 이는 예를 들어, 광 출력의 세기, 광 출력의 형상, 및/또는 광 출력의 CCT를 조정하는 것, 및/또는 에너지를 보존하기 위해 LED 디바이스들, 시스템들 또는 이미터들을 턴 온 또는 오프하는 것을 포함할 수 있다. 모션 센서들 자체는 IR 검출기 LED들과 같은 LED들일 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 전자 장치 보드(310)는 센서 모듈을 포함하지 않지만, 센서들 또는 센서 모듈들은 별개의 전자 장치 보드(도시되지 않음) 상에 또는 다른 오프 보드 위치들에 제공될 수 있다.

접속 및 제어 모듈(316)은 시스템 마이크로컨트롤러 및 외부 디바이스로부터 제어 입력을 수신하도록 구성된 임의 타입의 유선 또는 무선 모듈을 포함할 수 있다. 예로서, 무선 모듈은 블루투스, 지그비, Z-웨이브, 메시, WiFi, NFC(near field communication) 및/또는 피어 투 피어 모듈들을 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 LED 조명 시스템에 내장될 수 있고 및 유선 또는 무선 모듈 또는 LED 조명 시스템에서의 다른 모듈들로부터의 입력들(LED 모듈로부터 피드백된 센서 데이터 및 데이터와 같은 것)을 수신하도록 구성되거나 구성될 수 있고 및 그에 기초하여 다른 모듈들에게 제어 신호들을 제공할 수 있는 임의 타입의 특수 목적 컴퓨터 또는 프로세서일 수 있다. 특수 목적 프로세서에 의해 구현되는 알고리즘들은 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 특수 목적 프로세서에 의한 실행을 위해 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 포함된 펌웨어로 구현될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들의 예들은 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 및 반도체 메모리 디바이스들을 포함한다. 메모리는 마이크로컨트롤러의 일부로서 포함될 수 있거나, 또는 다른 곳에서 전자 장치 보드(310) 상에 또는 그로부터 떨어져 구현될 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 것과 같은 LED 조명 시스템들은 유선 또는 무선 모듈을 통한 사용자 입력에 기초하여 턴 오프/온 및/또는 CCT 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 특정 CCT를 갖는 조명을 원할 수 있고, 원하는 CCT 또는 유사한 입력을 휴대폰 또는 컴퓨터와 같은 사용자 입력 디바이스를 통해 유선 또는 무선 모듈에 제공할 수 있다. 다른 실시예들에서, 사용자는 LED 조명 시스템을 턴 오프/온하기 위해 및/또는 LED 조명 시스템의 CCT를 튜닝하기 위해 센서 데이터와 함께 사용될 수 있는 입력을 입력할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 모듈은 하나 이상의 전자 장치 보드(310)에 납땜될 수 있는 개별 회로 보드들 상에 배치되는 전기적 및/또는 전자 장치 컴포넌트들을 지칭할 수 있다. 그러나, 용어 모듈은 또한 유사한 기능을 제공하지만, 동일한 영역에서 또는 상이한 영역들에서 하나 이상의 회로 보드에 개별적으로 납땜될 수 있는 전기적 및/또는 전자 장치 컴포넌트들을 지칭할 수 있다.

도 3a는 일 실시예에서 LED 디바이스 부착 영역(318)에서 기판(320)에 부착된 LED 어레이(410)를 갖는 전자 장치 보드(310)의 평면도이다. 전자 장치 보드(310)는 LED 어레이(410)와 함께 LED 조명 시스템(400A)을 나타낸다. 덧붙여, 전력 모듈(312)은 Vin(497)에서 전압 입력을 수신하고 트레이스들(418B)을 통해 접속 및 제어 모듈(316)로부터 제어 신호들을 수신하고, 트레이스들(418A)을 통해 LED 어레이(410)에 구동 신호들을 제공한다. LED 어레이(410)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 컬러 튜닝 회로(600)를 포함할 수 있는 전력 모듈(312)로부터의 구동 신호들을 통해 턴 온 및 오프된다. 도 3a에 도시된 실시예에서, 접속 및 제어 모듈(316)은 트레이스들(418)을 통해 센서 모듈(314)로부터 센서 신호들을 수신한다. LED 어레이(410)는 본 명세서에 설명된 것과 같은 제1 LED 이미터들의 그룹 및 제2 LED 이미터들의 그룹을 포함할 수 있다.

도 3b는 회로 보드(499)의 2개의 표면 상에 장착된 전자 장치 컴포넌트들을 갖는 2 채널 통합 LED 조명 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, LED 조명 시스템(400B)은 조광기(dimmer) 신호들 및 AC 전력 신호들을 수신하기 위한 입력들을 갖는 제1 표면(445A) 및 그 위에 장착된 AC/DC 컨버터 회로(412)를 포함한다. LED 시스템(400B)은 제2 표면(445B)을 포함하고 그 위에 조광기 인터페이스 회로(415), DC-DC 컨버터 회로들(440A 및 440B), 마이크로컨트롤러(472)를 갖는 접속 및 제어 모듈(416)(이 예에서는 무선 모듈), 및 LED 어레이(410)가 장착되어 있다. LED 어레이(410)는 2개의 독립 채널(411A 및 411B)에 의해 구동된다. 대안적인 실시예들에서, 단일 채널이 구동 신호들을 LED 어레이에 제공하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 임의 수의 다중 채널이 구동 신호들을 LED 어레이에 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 3e는 3개의 채널을 갖는 LED 조명 시스템(400D)을 도시하고, 아래에 더 상세히 설명된다. 도 3b에는 도시되지 않았지만, DC-DC 컨버터 회로들(440A 및 440B) 각각은 컬러 튜닝 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있는 독립적인 단일 채널 구동기의 일부일 수 있다.

LED 어레이(410)는 본 명세서에 설명된 제1 및 제2 LED 이미터들의 그룹들일 수 있는, 2개의 LED 이미터들의 그룹을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 그룹 A의 LED 이미터들은 제1 채널(411A)에 전기적으로 결합되고 그룹 B의 LED 이미터들은 제2 채널(411B)에 전기적으로 결합된다. 2개의 DC-DC 컨버터 회로(440A 및 440B) 각각은 LED 어레이(410)에서의 LED 이미터들의 각자의 그룹 A 및 B를 구동하기 위해, 제각기, 단일 채널들(411A 및 411B)을 통해 각자의 구동 전류를 제공할 수 있다. 그룹들 중 하나에서의 LED 이미터들은 제2 그룹에서의 LED 이미터들과 상이한 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 제1 및 제2 그룹 A 및 B는 전술한 바와 같이 제각기 탈채도 주황색 컬러 포인트 및 탈채도 시안 컬러 포인트를 가질 수 있다. LED 어레이(410)에 의해 방출되는 광의 복합 컬러 포인트의 제어는 제각기 단일 채널(411A 및 411B)을 통해 개별 DC-DC 컨버터 회로들(440A 및 440B)에 의해 인가되는 전류 및/또는 듀티 사이클을 제어함으로써 범위 내에서 튜닝될 수 있다. 이는 컬러 튜닝 회로(도시되지 않음)를 사용하여 수행될 수 있다. 도 3b에 도시된 실시예는 (도 2 및 도 3a에 설명된 바와 같은) 센서 모듈을 포함하지 않지만, 대안적인 실시예는 센서 모듈을 포함할 수 있다.

예시된 LED 조명 시스템(400B)은 LED 어레이(410) 및 LED 어레이(410)를 작동시키기 위한 회로가 단일 전자 장치 보드 상에 제공되는 통합 시스템이다. 회로 보드(499)의 동일 표면 상의 모듈들 사이의 접속들은 트레이스들(431, 432, 433, 434 및 435) 또는 금속화들(metallizations)(도시되지 않음)과 같은 표면 또는 서브-표면 인터커넥트들(surface or sub-surface interconnections)에 의해 모듈들 사이에서 예를 들어 전압들, 전류들, 및 제어 신호들을 교환하기 위해 전기적으로 결합될 수 있다. 회로 보드(499)의 대향 표면들 상의 모듈들 사이의 접속들은 비아들(vias) 및 금속화들(도시되지 않음)과 같은 보드 인터커넥트들을 통해 전기적으로 결합될 수 있다.

도 3c는 LED 조명 시스템(400C)의 실시예를 도시하는데, 여기서 LED 어레이는 구동기 및 제어 회로와 별개의 전자 장치 보드 상에 있다. LED 조명 시스템(400C)은 LED 모듈(490)과 별개의 전자 장치 보드 상에 있는 전력 모듈(452)을 포함한다. 전력 모듈(452)은, 제1 전자 장치 보드 상에, AC/DC 컨버터 회로(412), 센서 모듈(414), 접속 및 제어 모듈(416), 조광기 인터페이스 회로(415), DC-DC 컨버터 회로(440), 및 컬러 튜닝 회로(600)를 포함할 수 있다. LED 모듈(490)은, 제2 전자 장치 보드 상에, 내장된 LED 교정 및 설정 데이터(493) 및 LED 어레이(410)를 포함할 수 있다. 데이터, 제어 신호들 및/또는 LED 구동기 입력 신호들(485)은 2개의 모듈을 전기적으로 및 통신적으로 결합할 수 있는 와이어들을 통해 전력 모듈(452)과 LED 모듈(490) 사이에서 교환될 수 있다.

내장된 LED 교정 및 설정 데이터(493)는 LED 어레이에서의 LED들이 구동되는 방법을 제어하기 위해 주어진 LED 조명 시스템 내의 다른 모듈들이 필요로 하는 임의의 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 내장된 교정 및 설정 데이터(493)는, 예를 들어, PWM(pulse width modulated) 신호들을 사용하여 LED들의 각각의 그룹 A 및 B에 전력을 제공하도록 구동기에게 지시하는 제어 신호를 생성하거나 수정하기 위해 마이크로컨트롤러가 필요로 하는 데이터를 포함할 수 있다. 이 예에서, 교정 및 설정 데이터(493)는 마이크로컨트롤러(도시되지 않음)에게 예를 들어, 이용될 전력 채널들의 수, 전체 LED 어레이(410)에 의해 제공될 복합 광의 원하는 컬러 포인트, 및/또는 각각의 채널에 제공하기 위해 AC/DC 컨버터 회로(412)에 의해 제공되는 전력의 백분율에 관해 통지할 수 있다.

도 3d는 구동기 회로와 분리된 전자 장치 보드 상의 전자 장치 중 일부와 함께 LED 어레이를 갖는 LED 조명 시스템(400D)의 블록도를 예시한다. LED 시스템(400D)은 별개의 전자 장치 보드 상에 위치한 전력 변환 모듈(483) 및 LED 모듈(481)을 포함한다. 전력 변환 모듈(483)은 AC/DC 컨버터 회로(412), 조광기 인터페이스 회로(415), DC-DC 컨버터 회로(440) 및 컬러 튜닝 회로(600)를 포함할 수 있고, LED 모듈(481)은 내장된 LED 교정 및 설정 데이터(493), LED 어레이(410), 센서 모듈(414), 및 접속 및 제어 모듈(416)을 포함할 수 있다. 전력 변환 모듈(483)은 2개의 전자 장치 보드 사이의 유선 접속을 통해 LED 구동기 입력 신호들(485)을 LED 어레이(410)에 제공할 수 있다.

도 3e는 다중 채널 LED 구동기 회로를 도시하는 예시적인 LED 조명 시스템(400E)의 도면이다. 예시된 예에서, LED 조명 시스템(400E)은 전력 모듈(452), 및 내장된 LED 교정 및 설정 데이터(493) 및 LED 이미터들(494A, 494B 및 494C)의 3개의 그룹을 포함하는 LED 모듈(481)을 포함한다. LED들의 3개의 그룹이 도 3e에 도시되지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 임의 수의 LED 이미터들의 그룹이 본 명세서에서 설명된 실시예들과 일치하게 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 각각의 그룹 내의 개별 LED 이미터들이 직렬로 배열되지만, 이들은 일부 실시예들에서 병렬로 배열될 수 있다.

LED 어레이(494)는 상이한 컬러 포인트들을 갖는 광을 제공하는 LED 이미터들의 그룹들을 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 어레이(494)는 제1 LED 이미터들의 그룹(494A)을 통한 온백색 광원, 제2 LED 이미터들의 그룹(494B)을 통한 냉백색 광원, 및 제3 LED 이미터들의 그룹(494C)을 통한 중성 백색 광원을 포함할 수 있다. 제1 LED 이미터들의 그룹(494A)을 통한 온백색 광원은 대략 2700K의 CCT(correlated color temperature)를 갖는 백색 광을 제공하도록 구성된 하나 이상의 LED 이미터를 포함할 수 있다. 제2 LED 이미터들의 그룹(494B)을 통한 냉백색 광원은 대략 6500K의 CCT를 갖는 백색 광을 제공하도록 구성된 하나 이상의 LED 이미터를 포함할 수 있다. 제3 LED 이미터들의 그룹(494C)을 통한 중성 백색 광원은 대략 4000K의 CCT를 갖는 광을 제공하도록 구성된 하나 이상의 LED 이미터를 포함할 수 있다. 이 예에서 다양한 백색 컬러화된 LED 이미터들이 설명되지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 다양한 전반적 컬러들을 갖는 LED 어레이(494)로부터 출력되는 복합 광을 제공하기 위해 본 명세서에 설명된 실시예들과 일치하는 다른 컬러 조합들이 가능하다는 것을 인식할 것이다.

전력 모듈(452)은 (도 3e에서 LED1+, LED2+ 및 LED3+로 표시되는) 3개의 별개의 채널에 걸쳐 LED 어레이(494)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있는 컬러 튜닝 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 더 특정하게는, 컬러 튜닝 회로는 제1 채널을 통해 온백색 광원과 같은 제1 LED 이미터들의 그룹(494A)에게 제1 PWM 신호를 공급하고, 제2 채널을 통해 제2 LED 이미터들의 그룹(494B)에게 제2 PWM 신호를 공급하고, 제3 채널을 통해 제3 LED 이미터들의 그룹(494C)에게 제3 PWM 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 각자의 채널을 통해 제공되는 각각의 신호는 대응하는 LED 디바이스 또는 LED 이미터들의 그룹에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있고, 신호의 듀티 사이클은 각각의 각자의 그룹의 온 및 오프 상태들의 전체 지속기간을 결정할 수 있다. 온 및 오프 상태들의 지속기간은 지속기간에 기초한 광 특성들(예를 들어, CCT(correlated color temperature), 컬러 포인트 또는 밝기)을 가질 수 있는 전체 광 효과를 낳을 수 있다. 동작 시에, 컬러 튜닝 회로는 LED 어레이(494)로부터의 원하는 방출을 갖는 복합 광을 제공하도록 LED 이미터들의 그룹들 각각의 각자의 광 특성들을 조절하기 위해 제1, 제2 및 제3 신호들의 듀티 사이클들의 상대적 크기를 변경할 수 있다. 앞서 유의한 바와 같이, LED 어레이(494)의 광 출력은 LED 이미터들의 그룹들(494A, 494B 및 494C) 각각으로부터의 광 방출들의 조합(예를 들어, 혼합)에 기초하는 컬러 포인트를 가질 수 있다. 위에 설명된 실시예들은 2채널 구동기에 관한 것이지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 원한다면, 제3 채널에 의해 구동되는 제3 LED 이미터들의 그룹이 위에 설명된 실시예들에 추가될 수 있어서, 탈채도 주황색 LED 이미터들의 제1 그룹, 탈채도 시안 LED 이미터들의 제2 그룹 및 LED 이미터들의 제3 컬러의 제3 그룹이 LED 어레이(494) 상에 제공되도록 한다는 것을 이해할 것이다. 다른 실시예들에서, 2개의 구동 채널 LED 1+ 및 LED 2+가 제3 구동 채널 LED 3+ 없이 사용되는 2 채널 구동기가 도 3E에 예시된 실시예들과 유사하게 동작할 수 있다.

동작 시에, 전력 모듈(452)은 사용자 및/또는 센서 입력에 기초하여 생성된 제어 입력을 수신하고, 제어 입력에 기초하여 LED 어레이(494)에 의해 출력되는 광의 복합 컬러를 제어하기 위해 개별 채널들을 통해 신호들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 노브를 돌리거나, 예를 들어, 센서 모듈(도시되지 않음)의 일부일 수 있는 슬라이더를 이동시킴으로써 LED 조명 시스템에 입력을 제공할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예들에서, 사용자는 원하는 컬러의 표시를 무선 모듈(도시되지 않음)에 송신하기 위해 스마트폰 및/또는 다른 전자 장치 디바이스를 사용하여 LED 조명 시스템(400E)에 입력을 제공할 수 있다.

도 4는 응용 플랫폼(560), LED 조명 시스템들(552 및 556), 및 보조 광학계들(554 및 558)을 포함하는 예시적인 시스템(550)을 도시한다. LED 조명 시스템(552)은 화살표들(561a 및 561b) 사이에 도시된 광 빔들(561)을 생성한다. LED 조명 시스템(556)은 화살표들(562a 및 562b) 사이의 광 빔들(562)을 생성할 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서, LED 조명 시스템(552)으로부터 방출된 광은 보조 광학계(554)를 통과하고, LED 조명 시스템(556)으로부터 방출된 광은 보조 광학계(558)를 통과한다. 대안적인 실시예들에서, 광 빔들(561 및 562)은 어떠한 보조 광학계도 통과하지 않는다. 보조 광학계는 하나 이상의 도광체(light guide)일 수 있거나 이것을 포함할 수 있다. 하나 이상의 도광체는 에지 릿(edge lit)일 수 있거나 또는 도광체의 내부 에지를 정의하는 내부 개구를 가질 수 있다. LED 조명 시스템들(552 및/또는 556)은 그들이 하나 이상의 도광체의 내부 에지(내부 개구 도광체) 또는 외부 에지(에지 릿 도광체) 내로 광을 주입하도록 하나 이상의 도광체의 내부 개구들에 삽입될 수 있다. LED 조명 시스템들(552 및/또는 556)에서의 LED들은 도광체의 일부인 베이스(base)의 외주 주위에 배열될 수 있다. 일 구현에 따르면, 베이스는 열 전도성일 수 있다. 일 구현에 따르면, 베이스는 도광체 위쪽에 배치되는 열 소산 요소(heat-dissipating element)에 결합될 수 있다. 열 소산 요소는 열 전도성 베이스를 통해 LED들에 의해 발생된 열을 수신하고 수신된 열을 소산시키도록 배열될 수 있다. 하나 이상의 도광체는 LED 조명 시스템들(552 및 556)에 의해 방출된 광이 예를 들어, 그래디언트(gradient), 모따기된 분포(chamfered distribution), 좁은 분포, 넓은 분포, 각도 분포, 또는 그와 유사한 것과 같은 원하는 방식으로 성형되는 것을 허용할 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 시스템(550)은 카메라 플래시 시스템의 모바일 폰, 실내 주거용 또는 상업용 조명, 거리 조명과 같은 실외 광, 자동차, 의료 디바이스, AR/VR 디바이스들, 및 로봇 디바이스들일 수 있다. 도 3a에 도시된 통합된 LED 조명 시스템(400A), 도 3b에 도시된 통합된 LED 조명 시스템(400B), 도 3c에 도시된 LED 조명 시스템(400C), 및 도 3d에 도시된 LED 조명 시스템(400D)은 예시적인 실시예들에서의 LED 조명 시스템들(552 및 556)을 예시한다.

응용 플랫폼(560)은, 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 라인(565) 또는 다른 적용가능한 입력을 통해 전력 버스를 통해 LED 조명 시스템들(552 및/또는 556)에 전력을 제공할 수 있다. 또한, 응용 플랫폼(560)은 LED 조명 시스템(552) 및 LED 조명 시스템(556)의 동작을 위해 라인(565)을 통해 입력 신호들을 제공할 수 있고, 이 입력은 사용자 입력/선호도, 감지된 판독, 사전 프로그래밍된 또는 자율적으로 결정된 출력 등에 기초할 수 있다. 하나 이상의 센서는 응용 플랫폼(560)의 하우징의 내부 또는 외부에 있을 수 있다.

다양한 실시예들에서, 응용 플랫폼(560) 센서들 및/또는 LED 조명 시스템(552 및/또는 556) 센서들은 시각 데이터(예를 들어, LIDAR 데이터, IR 데이터, 카메라를 통해 수집된 데이터 등), 오디오 데이터, 거리 기반 데이터, 움직임 데이터, 환경 데이터, 또는 이와 유사한 것 또는 이들의 조합과 같은 데이터를 수집할 수 있다. 데이터는 물체, 개인, 차량 등과 같은 물리적 아이템 또는 엔티티와 관련될 수 있다. 예를 들어, 감지 장비는 ADAS/AV 기반 응용을 위한 물체 근접 데이터를 수집할 수 있으며, 이것은 물리적 아이템 또는 엔티티의 검출에 기초하여 검출 및 후속 액션을 우선순위화할 수 있다. 데이터는 예를 들어, LED 조명 시스템(552 및/또는 556)에 의해 IR 신호와 같은 광학 신호를 방출하는 것 및 방출된 광 신호에 기초하여 데이터를 수집하는 것에 기초하여 수집될 수 있다. 데이터는 데이터 수집을 위해 광학 신호를 방출하는 컴포넌트와 상이한 컴포넌트에 의해 수집될 수 있다. 이 예를 계속하면, 감지 장비는 자동차에 위치할 수 있고 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser)를 이용하여 빔을 방출할 수 있다. 하나 이상의 센서는 방출된 빔 또는 임의의 다른 적용가능한 입력에 대한 응답을 감지할 수 있다.

도 5a는 예시적인 실시예에서의 LED 디바이스(200)의 도면이다. LED 디바이스(200)는 기판(202), 활성 층(204), 파장 변환 층(206), 및 주 광학계(208)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, LED 디바이스는 파장 변환 층 및/또는 주 광학계들을 포함하지 않을 수 있다. 개별 LED 디바이스들(200)은 위에 설명된 LED 조명 시스템들 중 임의의 것과 같은, LED 조명 시스템 내의 LED 어레이 내에 포함될 수 있고 이미터들로 지칭될 수 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 활성 층(204)은 기판(202)에 인접할 수 있고 여기될 때 펌프 광(pump light)을 방출한다. 기판(202) 및 활성 층(204)을 형성하기 위해 사용되는 적절한 재료들은 사파이어, SiC, GaN, 실리콘을 포함하며, 더 구체적으로는 AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb를 포함하지만 이에 한정되지는 않는 III-V족 반도체들, ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe를 포함하지만 이에 제한되지는 않는 II-VI족 반도체들, Ge, Si, SiC를 포함하지만 이에 한정되지는 않는 IV족 반도체들, 및 이들의 혼합물들 또는 합금들로부터 형성될 수 있다.

파장 변환 층(206)은 활성 층(204)으로부터 멀리 떨어져 있거나, 그에 근접하거나, 또는 바로 위에 있을 수 있다. 활성 층(204)은 파장 변환 층(206) 내로 펌프 광을 방출한다. 파장 변환 층(206)은 펌프 광의 적어도 일부를 흡수하고 광을 방출함으로써 활성 층(204)에 의해 방출된 광의 파장을 더 수정하도록 작용하여, LED 디바이스 각각으로부터 방출된 조합된 광이 특정 컬러 포인트를 갖도록 한다. 파장 변환 층을 포함하는 LED 디바이스들은 종종 PCLED(phosphor converted LED들)라고 지칭된다. 파장 변환 층(206)은, 예를 들어, 투명 또는 반투명 바인더(binder) 또는 매트릭스 내의 인광체 입자들, 또는 하나의 파장의 광을 흡수하고 상이한 파장의 광을 방출하는 세라믹 인광체 요소와 같은 임의의 발광 재료를 포함할 수 있다.

주 광학계(208)는 LED 디바이스(200)의 하나 이상의 층 상에 또는 그 위쪽에 있을 수 있고 광이 활성 층(204) 및/또는 파장 변환 층(206)으로부터 주 광학계(208)를 통해 통과하게 허용한다. 주 광학계(208)는 하나 이상의 층을 보호하고 그리고 LED 디바이스(200)의 출력을 적어도 부분적으로 성형하도록 구성된 렌즈 또는 캡슐화 디바이스(encapsulate)일 수 있다. 주 광학계(208)는 투명 및/또는 반투명 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 주 광학계를 통한 광은 램버트 분포 패턴(Lambertian distribution pattern)에 기초하여 방출될 수 있다. 주 광학계(208)의 하나 이상의 특성이 램버트 분포 패턴과 상이한 광 분포 패턴을 생성하도록 수정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 5b는 예시적인 실시예에서 LED 이미터들(201A, 201B, 및 201C)을 갖는 LED 어레이(210)뿐만 아니라, 보조 광학계(212)를 포함하는 LED 시스템(220)의 단면도를 도시한다. LED 어레이(210)는 각자의 파장 변환 층(206B), 활성 층(204B) 및 기판(202B)을 각각 포함하는 LED 이미터들(201A, 201B 및 201C)을 포함한다. LED 어레이(210)는 웨이퍼 레벨 처리 기법들, 500 미크론 이하의 치수를 갖는 마이크로 LED 등을 사용하여 제조된 모놀리식 LED 어레이일 수 있다. LED 어레이(210) 내의 LED 이미터들(201A, 201B, 및 201C)은 어레이 세그먼테이션을 사용하여 형성될 수 있거나, 또는 대안적으로 픽 앤 플레이스(pick and place) 기법들을 사용하여 형성될 수 있다.

하나 이상의 LED 이미터들(201A, 201B, 및 201C) 사이에 도시된 공간들(203)은 에어 갭을 포함할 수 있거나, 또는 콘택트(예를 들어, n-콘택트)일 수 있는 금속 재료와 같은 재료로 채워질 수 있다.

보조 광학계(212)가 렌즈(209)와 도파관(207) 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 보조 광학계가 도시된 예에 따라 논의되지만, 예시적인 실시예들에서, 보조 광학계(212)는 들어오는 광을 확산(발산 광학계)시키기 위해 사용될 수 있거나 들어오는 광을 시준된 빔(시준 광학계)으로 모으기 위해 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예시적인 실시예들에서, 도파관(207)은 집광기일 수 있고, 포물선 형상, 원뿔 형상, 사면 형상(beveled shape) 등과 같은 광을 집중시키기 위한 임의의 적용가능한 형상을 가질 수 있다. 도파관(207)은 입사광을 반사 또는 재지향시키기 위해 사용되는 유전체 재료, 금속화 층 등으로 코팅될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 조명 시스템은 파장 변환 층(206B), 주 광학계(208B), 도파관(207), 및 렌즈(209) 중 하나 이상을 포함하지 않을 수 있다.

렌즈(209)는 SiC, 알루미늄 산화물, 다이아몬드, 또는 이와 유사한 것 또는 이들의 조합과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는 임의의 적용가능한 투명 재료로 형성될 수 있다. 렌즈(209)는 렌즈(209)로부터의 출력 빔이 원하는 광 측정 사양을 효율적으로 충족시킬 수 있도록 렌즈(209) 내로 입력되는 광 빔을 수정하기 위해 사용될 수 있다. 덧붙여, 렌즈(209)는, 예컨대 LED 어레이(210)의 LED 이미터들(201A, 201B 및/또는 201C)의 점등 및/또는 비점등 외관을 결정함으로써 하나 이상의 심미적 목적을 이룰 수 있다.

실시예들을 상세하게 설명하였지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은, 본 설명이 주어지면, 본 발명 개념의 사상으로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 실시예들에 대한 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 예시되고 설명된 특정한 실시예들에만 제한되는 것으로 의도되지 않는다.

Claims

발광 디바이스로서:
CIE 1976 컬러 좌표 0.3 < u' < 0.35 및 v' > 0.52를 특징으로 하는 탈채도 주황색 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 구성된 적어도 제1 인광체-변환 LED; 및
CIE 1976 컬러 좌표 0.15 < u' < 0.20 및 0.47 < v' <0.52를 특징으로 하는 시안 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 상기 제1 인광체-변환 LED와 별도로 구성된 적어도 제2 인광체-변환 LED를 포함하고;
상기 제1 인광체-변환 LED 및 상기 제2 인광체-변환 LED는 상기 제1 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광과 상기 제2 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광을 조합하여 상기 발광 디바이스로부터 백색 광 출력을 제공하도록 배열되는 발광 디바이스.
제1항에 있어서,
2700K 내지 4000K의 상관 컬러 온도 범위에 걸쳐 상기 발광 디바이스로부터 출력된 상기 백색 광의 상관 컬러 온도 및 전력을 제어하기 위해 상기 제1 인광체-변환 LED에 대한 및 상기 제2 인광체-변환 LED에 대한 구동 전류, 듀티 사이클, 또는 상기 구동 전류 및 상기 듀티 사이클을 개별적으로 제어하도록 구성된 구동기를 포함하는 발광 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 발광 디바이스로부터 출력된 상기 백색 광은 2700K 내지 4000K의 상관 컬러 온도 범위에 걸쳐 70 초과의 CRI(Color Rendering Index)를 갖는 발광 디바이스.
제1항에 있어서,
2000K 내지 4000K의 상관 컬러 온도 범위에 걸쳐 상기 발광 디바이스로부터 출력된 상기 백색 광의 상관 컬러 온도 및 전력을 제어하기 위해 상기 제1 인광체-변환 LED에 대한 및 상기 제2 인광체-변환 LED에 대한 구동 전류, 듀티 사이클, 또는 상기 구동 전류 및 상기 듀티 사이클을 개별적으로 제어하도록 구성된 구동기를 포함하는 발광 디바이스.
제4항에 있어서,
상기 발광 디바이스로부터 출력된 상기 백색 광은 2000K 내지 4000K의 상관 컬러 온도 범위에 걸쳐 60 초과의 CRI(Color Rendering Index)를 갖는 발광 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 인광체-변환 LED는 광을 방출하도록 구성된 제1 LED 및 상기 제1 LED에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 흡수하고 그에 응답하여 590nm 내지 650nm의 피크 방출 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제1 인광체를 포함하고;
상기 제2 인광체-변환 LED는 광을 방출하도록 구성된 제2 LED 및 상기 제2 LED에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 흡수하고 그에 응답하여 500nm 내지 560nm의 피크 방출 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제2 인광체를 포함하는 발광 디바이스.
제6항에 있어서,
상기 제1 인광체는 2-5-8 질화물 인광체 재료를 포함하고 상기 제2 인광체는 하나 이상의 가넷 인광체 재료를 포함하는 발광 디바이스.
제7항에 있어서,
상기 제1 인광체는 0.003 < y < 0.3 및 0.2 < d < 0.6인 화학식
을 갖는 2-5-8 질화물 인광체 재료를 포함하는 발광 디바이스.
제8항에 있어서,
상기 제2 인광체는 0.01 < x < 0.06, 0 < a < l-x, 0 < b < 0.6인 화학식
을 갖는 가넷 인광체를 포함하는 발광 디바이스.
제8항에 있어서,
상기 제2 인광체는 상이한 조성들을 갖는 2개 이상의 가넷 인광체의 혼합물을 포함하는 발광 디바이스.
제6항에 있어서,
상기 제2 인광체는 0.01 < x < 0.06, 0 < a < l-x, 0 < b < 0.6인 화학식
을 갖는 가넷 인광체를 포함하는 발광 디바이스.
제6항에 있어서,
상기 제2 인광체는 상이한 조성들을 갖는 2개 이상의 가넷 인광체의 혼합물을 포함하는 발광 디바이스.
제6항에 있어서,
상기 제1 인광체-변환 LED는 상기 제1 LED로부터의 광을 흡수하고 이에 응답하여 녹색 광을 방출하도록 구성된 인광체를 포함하지 않고,
상기 제2 인광체-변환 LED는 상기 제2 LED로부터의 광을 흡수하고 이에 응답하여 적색 광을 방출하도록 구성된 인광체를 포함하지 않는 발광 디바이스.
발광 디바이스를 작동시키는 방법으로서:
CIE 1976 컬러 좌표 0.3 < u' < 0.35 및 v' > 0.52를 특징으로 하는 탈채도 주황색 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 적어도 제1 인광체-변환 LED를 구동하는 단계;
CIE 1976 컬러 좌표 0.15 < u' < 0.20 및 0.47 < v' < 0.52를 특징으로 하는 시안 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 상기 제1 인광체-변환 LED와 별도로 구성된 적어도 제2 인광체-변환 LED를 구동하는 단계;
상기 제1 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광과 상기 제2 인광체-변환 LED에 의해 방출된 광을 조합하여 상기 발광 디바이스로부터 출력된 백색 광을 제공하는 단계; 및
2700K 내지 4000K의 상관 컬러 온도 범위에 걸쳐 상기 발광 디바이스로부터 출력된 상기 백색 광의 상관 컬러 온도 및 전력을 제어하기 위해 상기 제1 인광체-변환 LED에 대한 및 상기 제2 인광체-변환 LED에 대한 구동 전류, 듀티 사이클, 또는 상기 구동 전류 및 상기 듀티 사이클을 개별적으로 제어하는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
2000K 내지 4000K의 상관 컬러 온도 범위에 걸쳐 상기 발광 디바이스로부터 출력된 상기 백색 광의 상관 컬러 온도 및 전력을 제어하기 위해 상기 제1 인광체-변환 LED에 대한 및 상기 제2 인광체-변환 LED에 대한 상기 구동 전류, 상기 듀티 사이클, 또는 상기 구동 전류 및 상기 듀티 사이클을 개별적으로 제어하는 단계를 포함하는 방법.
발광 디바이스로서:
0.3 < u' < 0.35 및 v' > 0.52 범위의 CIE 1976 컬러 좌표 u' 및 v'로 구성된 탈채도 주황색 컬러를 갖는 제1 광만을 방출하도록 구성된 제1 인광체-변환 LED; 및
0.15 < u' < 0.20 및 0.47 < v' < 0.52 범위의 CIE 1976 컬러 좌표 u' 및 v'로 구성된 시안 컬러를 갖는 제2 광만을 방출하도록 상기 제1 인광체-변환 LED와 별도로 구성된 제2 인광체-변환 LED를 포함하고;
상기 제1 인광체-변환 LED 및 상기 제2 인광체-변환 LED는 상기 제1 광과 상기 제2 광을 조합하도록 배열되는 발광 디바이스.
제16항에 있어서,
상기 제1 인광체-변환 LED는 적색 질화물 인광체들로 구성되고, 상기 제2 인광체-변환 LED는 녹색 인광체들로 구성된 발광 디바이스.
제17항에 있어서,
상기 적색 질화물 인광체들은 590nm 내지 650nm의 피크 파장을 갖고, 상기 녹색 인광체들은 500nm 내지 560nm의 피크 방출 파장을 갖는 발광 디바이스.
제16항에 있어서,
조합된 제1 광과 제2 광의 상관 컬러 온도를 조절하기 위해 제1 광의 양과 제2 광의 양을 별도로 제어하도록 구성된 구동기를 추가로 포함하고, 상기 상관 컬러 온도는 2000K와 4000K 사이의 튜닝 범위를 갖는 발광 디바이스.
제19항에 있어서,
상기 튜닝 범위는 3500K에서 흑체 궤적과 교차하는 발광 디바이스.