KR20090094040A - 다수 컬러형 광-방출 공급원 및 확산기 부재를 이용한 조명 시스템 - Google Patents

다수 컬러형 광-방출 공급원 및 확산기 부재를 이용한 조명 시스템

Info

Publication number
KR20090094040A
KR20090094040A KR1020097015197A KR20097015197A KR20090094040A KR 20090094040 A KR20090094040 A KR 20090094040A KR 1020097015197 A KR1020097015197 A KR 1020097015197A KR 20097015197 A KR20097015197 A KR 20097015197A KR 20090094040 A KR20090094040 A KR 20090094040A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
light emitting
light
layer
emitting device
Prior art date
Application number
KR1020097015197A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101460484B1 (ko
Inventor
나다라자흐 나렌드란
임인 쿠
Original Assignee
렌슬러 폴리테크닉 인스티튜트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 렌슬러 폴리테크닉 인스티튜트 filed Critical 렌슬러 폴리테크닉 인스티튜트
Publication of KR20090094040A publication Critical patent/KR20090094040A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101460484B1 publication Critical patent/KR101460484B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K2/00—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
    • F21V13/14—Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/02—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by the shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
    • F21V5/004—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light using microlenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/06—Optical design with parabolic curvature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/38—Combination of two or more photoluminescent elements of different materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F21V9/45—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/508—Wavelength conversion elements having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer, wavelength conversion layer with a concentration gradient of the wavelength conversion material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
    • F21Y2113/13—Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

광 방출 장치는 다수-색채 광을 방출하기 위한 광 공급원을 구비한다. 확산기 물질은 광 공급원에 의해서 방출되는 다수-색채 방사선의 적어도 일부를 수용하고 그리고 그러한 다수-색채 방사선을 전방 전달 광 및 후방 전달 광으로 변환시킨다. 광학 장치가 확산기 물질에 커플링되고 그리고 후방 전달 광을 수용하도록 구성되며 상기 광학 장치로부터 후방 전달 광의 적어도 일부를 추출한다.

Description

다수 컬러형 광-방출 공급원 및 확산기 부재를 이용한 조명 시스템{LIGHTING SYSTEM USING MULTIPLE COLORED LIGHT-EMITTING SOURCES AND DEFFUSER ELEMENT}
본원은 2006년 12월 20일자로 출원된 미국 특허출원 제11/642,089호를 기초로 우선권을 주장한다. 그 특허출원 명세서의 내용 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
발광 다이오드(LEDs) 및 공진 공동 LED(resonant cavity LEDs; RCLEDs)를 갖는 솔리드 스테이트 램프(solid state lamps)를 포함하는, 솔리드 스테이트 발광 소자는 종래 백열 및 형광램프에 비해 제조 비용이 낮고 내구성이 오래간다는 장점으로 인해 매우 유용하다. 솔리드 스테이트 발광 소자들은 종래 램프에 보다 초기 비용이 크지만 오랜 동작 (버닝(burn)) 시간과 낮은 전력 소모로 인해, 종종 작동 비용상의 장점을 제공한다. 대규모의 반도체 제조 기술이 사용되기 때문에, 많은 솔리드 스테이트 램프가 매우 낮은 비용으로 제조될 수 있다.
가정용 및 소비자용 표시부 조명(indicator light), 시청각 장비, 원거리 통신 장치 및 자동차 계기판 표시장치와 같은 분야에 뿐만 아니라, LED는 실내 및 실외 정보 디스플레이의 분야에서 많이 사용된다.
짧은 파장의 방사선(예를 들어, 청색광 또는 자외선(UV) 광)을 방출하는 효율적인 LED의 개발로 인해서, LED의 주요 방출(primary emission) 중 일부분을 긴 파장으로 바꾸는 다운 변환(down conversion)(즉, 인 변환(phosphor conversion))을 통해 백색광을 생성하는 LED를 용이하게 제조할 수 있게 되었다. LED의 주요 방출을 긴 파장으로 변환하는 것은 주요 방출의 다운-변환(down-conversion)이라고 일반적으로 지칭한다. 주요 방출의 변환되지 않은 부분은 긴 파장의 광과 결합하여 백색광을 만든다.
LED의 주요 방출 중 일부분의 인 변환은 LED 램프 내에서 LED 칩을 수용하는 반사기 컵을 충진하는데 이용되는 에폭시 내에 인 층을 배치시킴으로써 이루어진다. 인은 에폭시를 경화시키기 이전에 에폭시와 혼합되는 분말 형태를 가진다. 다음에 인 분말을 포함하는 경화되지 않은 에폭시 슬러리가 LED 칩위에 배치되고 후속하여 경화된다.
경화된 에폭시 내의 인 입자들은 대체로 에폭시 내에서 무작위로 배향되고 분배된다. LED에 의해 방출된 주요 방사선의 일부는 인 입자들에 충돌하지 않고 에폭시를 통과하며, LED에 의해 방출된 주요 방사선의 다른 일부분은 인 입자에 충돌하여, 인 입자들이 보다 긴 파장의 방사선을 방출하게 한다. 주요 단파장 방사선과 인-방출된 방사선의 조합이 백색광을 만든다.
현재의 인-변환형 백색 LED(pc-LED)의 기술 수준은 가시광선 스펙트럼에서 만족스럽지 못하다. 단일 pc-백색 LED를 위한 광 출력은 일반적인 가정용 형광 램프의 광 출력 보다 낮으며, 가시 스펙트럼에서 약 10 퍼센트의 효율을 갖는다. 통상적인 형광 램프의 전력 밀도와 대비되는 광 출력을 가지는 LED 소자는 보다 큰 LED 칩 또는 다수의 LED 칩을 가지는 디자인을 필요로 한다. 또한, LED 소자 자체의 온도 상승을 처리하기 위해서는, 직접적인 형태의 에너지 흡수 냉각 구성이 포함되어야 한다. 특히, LED 소자는 100℃ 보다 높은 온도까지 가열되면 효율이 떨어지고, 결과적으로 가시광선 스펙트럼에서의 하락 반전(declining return)을 초래한다. 일부 인의 경우에, 본질적인(intrinsic) 인 변화 효율은 온도가 약 90℃의 임계치 보다 높아짐에 따라 급격하게 떨어진다.
보즈나로프스키(Wojnarowski) 등에게 허여된 미국특허 제6,452,217호에는 발광 제품 및 열 공급원으로부터 열을 제거하기 위해서 이용되는 고전력 LED 램프 또는 다수의 LED 램프 디자인이 개시되어 있다. 이는 다차원 어레이 내에 배열된 LED 다이를 갖는다. 각각의 LED 다이는 백색광 형성을 위한 반도체 층과 인 재료를 갖는다. 반사기는 고전력 LED 램프에 접근(approximate)하기 위해서 각각의 다이로부터 광을 수집하고 포커싱한다. 상기 특허의 도12는 경사진 광 추적 경로에서 광을 방출시키는 다중-측면 어레이를 도시한다. 상기 특허의 도19는 각을 이루는 LED 램프 헤드를 도시한다.
바레츠(Baretz) 등에게 허여된 미국특허 제6,600,175호와 바레츠 등의 미국특허출원공보 제2004/0016938호에는 백색광을 만드는 솔리드 스테이트 발광 소자가 개시되어 있다. 상기 '938 특허출원 공보는 '175 특허의 연속출원이다. 솔리드 스테이트 발광 소자는 백색광을 만들기 위해 하향 변환을 위한 루미노포릭(luminophoric) 매체로 전송되는 짧은 파장 방사선을 생성한다. 상기 특허의 도 2와 6에서 LED와 루미노포릭 매체 사이에는 이격된 관계가 존재한다. 도 6에서, 예컨대 광은 짧은 파장 방사선, 바람직하게는 청색부터 자외선의 파장 범위의 솔리드 스테이트 소자(82)로부터 방출된다. 루미노포릭 매체(90)는 짧은 파장 방사선과 충돌할 때, 백색으로 인지되는 광을 만들기 위해 소정의 파장 범위의 가시광 스펙트럼의 파장을 갖는 광을 응답하여 방출하도록 여기된다.
뮬러-마치(Mueller-Mach) 등에게 부여된 미국특허 제6,630,691호는 LED의 발광 구조물에 의해 방출된 주요 광의 일부가 변환되지 않은 주요 광과 결합하여 백색광을 형성하는 하나 이상의 광 파장으로 변환시키는 인-변환 기판을 포함하는 LED 소자에 관한 것이다. 상기 특허의 도 1에 도시된 것처럼, LED(2)는 인으로 구성되는 기판(10) 상에 배치된다. 상기 특허의 도 2에 도시된 것처럼, 반사성 전극(21)은 상기 LED의 표면 상에 배치된다. LED에 의해 방출된 일부 주요 광은 반사성 전극(21) 상에 충돌하며, 상기 전극은 주요 광을 반사시켜 다시 LED 및 기판으로 통과시킨다. 기판으로 진행하는 주요 광의 일부는 황색광으로 변환되고 일부는 변환되지 않는다. 두 개 타입의 광이 기판에 의해 방출될 때, 이들은 결합하여 백색광을 만든다. 반사성 전극을 이용하는 것은 기판으로 진입하는 주요 광의 양이 최대가 되게 함으로써 LED 소자의 효율을 높인다.
뮬러-마치가 미국특허출원 공보 제2002/0030444호로 출원하여 뮬러-마치 등에게 미국특허 제6,686,703호로 허여된 특허는 박막 인-변환 LED 구조물에 관한 것이다. 상기 출원의 도 2는 LED 구조물(2)과 LED(2)의 표면 상의 인 박막(21)을 도시한다. LED는 인 막(21)에 충돌하는 청색광을 만든다. 일부 광은 인(21)을 통과하고 일부는 흡수되고 황색광으로 변환되어 인(21)으로부터 방출된다. 청색 및 황색광은 결합하여 백색광을 형성한다. 상기 출원의 도3에서, 반사성 패드(25)가 LED(2)의 표면 상에 위치한다. LED(2)의 광은 반사성 패드(25)에 의해 반사되어 다시 LED(2)를 통과하여 인(21)으로 향한다. 다음에 광은 상기 특허의 도 2에 도시된 것처럼 결합된다. 상기 특허의 도 4는 기판(13)에 의해 LED(2)루부터 분리된 두 개의 인 막(31)을 사용한다. 막(31)은 적색광을 방출한다. 막(33)은 녹색광을 방출한다. LED(2)에 의해 방출된 청색광은 막(31,33)을 통과하고, 적색 및 녹색광과 결합하여 백색광을 만든다. 상기 출원의 도 5의 실시예에서, LED 소자(50)는 다수의 인 박막(37 및 38)을 포함한다. 유전체 미러(36)는 박막(37)과 기판(13) 사이에 배치된다. 유전체 미러(36)는 발광 구조물(2)의 주요 방출에 완전히 투과성이지만, 인 박막(37 및 38)의 방출 파장에서 높은 반사성을 갖는다.
오카자키(Okazaki)가 출원한 미국특허출원 공보 제2002/0030060호는 자외선발광 부재 및 인이 제공된 백색 반도체 발광 소자에 관한 것이다. 인 층은 혼합 확산된 청색 발광 인 및 황색 발광 인을 포함한다. 발광 소자(3)는 반사성 케이스(5) 내부에 있다. 상기 출원의 도 2,4,8에서, 인 층(6)은 발광 부재(3)로부터 멀어지게 형성된다. 상기 출원의 도 2에서 반투명 수지로 형성된 밀봉 부재(7) 내부에 형성된 인 층(6)을 도시한다. 상기 출원의 도 4와 8에서, 인 층은 밀봉 부재(7)의 표면 상에 형성된다.
부루킬라치오(Brukilacchio)가 출원한 미국특허출원 공보 제2002/0218880호는 LED 백색광 광학 시스템에 관한 것이다. 상기 출원의 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 시스템(100)은 LED 광학 소스(110), 광학 필터(120), 반사기(130), 인층(135), 집선기(concentrator)(140), 제 1 조명 영역(150), 제 2 조명 영역(170), 및 열 발산기(thermal dissipater)(190)를 포함한다. 광학 필터(120)는 반사된 CCT 범위와 전송된 CCT 범위를 갖는다. 반사된 CCT 범위 내에 있는 광학 에너지는 광학 필터(120)를 통과하는 것(예를 들어 반사에 의해서)이 방지된다. 광학 필터(120)의 반사된 범위 내에 있는 인 층 후면(137)으로부터 광학 필터 전면(121)으로 진입하는 광학 에너지는 인 층(135)으로 다시 반사된다. 광학 필터(120)의 전송된 CCT 범위 내에 있는 광학 에너지는 필터(120)를 통해 전송되고 반사기(130)와 상호작용한다.
반사기(130)는 LED 광학 공급원 후면(112)으로부터 LED 광학 공급원(110)까지 다시 방출된 광학 에너지를 반사하도록 위치한 반사성 광학 부재이다. 광학 에너지는 광학 재료와 상호작용하고 광학 에너지의 일부분은 LED 전면(111)에서 배출되고 광학 필터(120)와 상호작용한다. 다음에 광학 에너지는 인 층으로 계속 진행하고, 이로써 인 층 후면(137)으로부터 방출된 광학 에너지를 위해 반복하는 텔레스코핑(telescoping) 원형 프로세스를 제공한다. 이러한 반복하는 프로세스는 손실되는 광학 에너지를 포획한다. 집선기(140)는 인층 전면(136) 외부에서 방출되는 광학 에너지를 포획한다.
뮬러-마치 등이 미국특허출원 제2002/003233호로 출원하여 뮬러-마치 등에게 허여된 미국특허 제6,501,102호는 백색광을 생성하기 위해 LED 소자의 발광 구조물에 의해 방출된 주요 방사선의 실질적인 모드에 대한 인 변환을 수행하는 LED 소자에 관한 것이다. LED 소자는 발광 구조물에 의해 방출된 주요 광의 실질적인 모두를 수신하고 흡수하도록 위치한 적어도 하나의 인-변환 부재를 포함한다. 인-변환 부재는 결합하여 백색광을 생성하는 제 2 및 제 3 파장에서 2차 광을 방출한다. 일부 실시예들은 발광 구조물의 표면 상에 반사성 전극을 사용하지만 일부 실시예는 그렇지 않다. 반사성 전극(21)을 사용하는 실시예(상기 출원에서 도 2, 3, 6, 7)에서, 기판은 인층으로부터 발광 구조물을 분리한다. 즉, 발광 구조물은 기판의 일 측부 상에 있고 인층은 기판의 다른 측부 상에 있다. 반사성 전극을 사용하지 않는 실시예(상기 출원의 도 4, 5)에서, 인층은 발광 구조물의 표면 상에 배치된다.
뮬러 등에게 허여된 미국특허 제6,686,691호는 백색광 제조를 위한 3색 램프를 다룬다. 이러한 램프는 백색광을 만들기 위해 청색 LED 및 적색 및 녹색 인의 혼합을 사용한다. 도 3에 도시된 것처럼, 램프(20)는 반사기 컵(28)에 위치한 LED(22)를 포함한다. LED(22)는 라인(26)에 의해 지시된 패턴 내에 광을 방출하고 인 혼합물(24)은 패턴 내에 위치한다. LED(22)에 의해 방출된 일부 흡수되지 않은 광은 반사기 컵(28)의 벽으로부터 다시 인 혼합물(24)로 반사된다. 반사기 컵(28)은 만약 광이 초기 광 패턴에 의해 이미 덮이지 않은 공간으로 반사되는 경우 광 패턴(26)을 수정할 수 있다. 반사기 컵의 벽은 포물형일 수 있다.
소울레스(Soules) 등에게 허여된 미국특허 제6,252,254호 및 제6,580,097호는 인으로 코팅된 LED 또는 레이저 다이오드를 다룬다. '097 특허는 '254 특허의 분할 출원이다. 특히, 상기 특허들은 인-함유 커버링에 의해 덮인 청색-발광 LED를 개시한다. 인-포함 커버링은 녹색 발광 인과 적색-발광 인을 포함한다. 녹색 및 적색 인은 청색-발광 LED에 의해 여기가능하다.
마샬(Marshall) 등에게 허여된 미국특허 제6,513,949호, 마샬 등에게 허여된 미국특허 제6,692,136호, 및 마샬등이 출원한 미국특허출원 제2002/0067773호는 LED/인/LED 하이브리드 발광 시스템에 관한 것이다. '136 특허는 '949 특허의 연속 출원이다. '773 특허 출원은 '136 특허로 허여되었다. 도 1A에서 도시된 바와 같이, LED(10)는 투명 에폭시(13)로 채워진 반사성 금속 디시(dish) 또는 반사기(12)에 장착된 LED 칩을 포함한다. 도 1B는 반사기(16)를 채우는 에폭시(18)가 균질하게 혼합된 발광 인 재료의 하나 이상의 타입의 입자(19)를 포함하는 것을 제외하면 도 1A의 LED의 구성과 실질적으로 동일하다. 인 입자(19)는 LED 칩(15)에 의해 방출된 광의 일부분을 상이한 스펙트럼 파장의 광으로 변환시킨다. 상기 시스템은 LED의 색과 수 및/또는 인-LED의 인을 바꿈으로써 중요하게 여겨지는 것처럼 상이한 발광 시스템 성능 파라미터가 제어되고 최적화되게 한다.
뮬러-마치 등에게 허여된 미국특허 제6,603,258호는 인-변환된 붉은갈색(reddish)의 광과 주요 청-녹색의 광을 결합함으로써 백색광을 만드는 발광 다이오드 소자를 다룬다. LED는 인-변환 수지로 채워진 반사기 컵 내에 장착된다. LED에 의해 방출된 주요 방사선은 인-변환 수지에 충돌한다. 수지에 충돌하는 주요 방사선의 일부는 붉은갈색 광으로 변환된다. 주요 방사선의 변환되지 않은 부분은 상기 수지를 통과하고 백색광을 만들기 위해 붉은갈색 광과 결합한다
스리바스타바(Srivastava) 등에게 허여된 미국특허 제6,616,862는 유러퓸 및 망간 이온으로 함께-활성화된 할로포스페이트(halophosphate) 발광 재료를 다룬다. 상기 특허의 도 3은 LED에 인접한 반사 표면(140)을 갖는 컵(120) 내에 장착된 LED를 개시한다. 상기 실시예는 인 입자(200)가 분산된 투명 케이스(160)를 포함한다. 그 대신에, 결합제와 혼합된 인은 LED 표면 위에 코팅부로서 적용될 수 있다. 인에 의해 흡수되지 않은 LED에 의해 방출된 청색 광의 일부와 인에 의해 방출된 넓은-스펙트럼 광은 결합되어 백색광 공급원을 제공한다.
시마즈(Shimazu) 등에게 허여된 미국특허 제6,069,440호, 제6,614,179호 및 제6,608,335호는 발광 부품에 의해 방출된 광의 파장을 변환하고 광을 방출하는 인을 포함하는 발광 소자에 관한 것이다. 상기 특허들은 또한 매트릭스 내에 배열된 다수의 발광 소자를 이용한 디스플레이 소자를 개시한다. 이러한 특허들은 동일한 특허출원으로부터 분할 출원된 것이기에 서로 관련이 있다 할 것이다.
이시이(Ishii) 등에게 허여된 미국특허 제6,580,224는 칼라 액정 디스플레이 소자용 후면발광, 칼라 액정 디스플레이 소자, 및 칼라 액정 디스플레이 소자의 후면발광을 위한 전기발광 소자에 관한 것이다.
슐러레스(Schlereth) 등이 미국특허출원 공보 제2002/0167014호로 출원하여 미국특허 제6,734,467호로 허여된 특허는 투명 재료로 제조된 캡슐로 적어도 부분적으로 둘러싸인 GaN 또는 InGaN에 기반한 반도체 LED를 갖는 LED 백색광 공급원을 다룬다. 투명 재료는 LED에 의해 방출된 광의 적어도 부분적인 파장 변환을 위한 변환 물질을 포함한다. LED는 다수의 발광 구역을 가지며, 그에 따라 비교적 넓은 대역의 발광 스펙트럼이 변환 물질의 방출 스펙트럼 이상에서 에너지에 의해서(energetically) 생성된다.
Journal of Light and Visual Environment 27(2): 70-74 (2003)에 기고한 야마다 케이., 와이. 이마이, 및 케이 이시이(Yamada K., Y. Imai, and K Ishii)의 "청색 LED 및 YAG 인으로 구성된 광 공급원 장치의 광학 시뮬레이션(Optical simulation of light source devices composed of blue LEDs and YAG phosphor)"이란 제목의 문헌은 LED 및 인으로 구성된 광 공급원으로부터 고출력을 얻는 유효한 방식으로서 인으로부터 반사된 광을 이용하는 것을 개시한다.
본 발명은 첨부 도면과 관련한 이하의 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 일반적인 관례대로, 도면들의 여러 특징부들을 실척으로 도시하지는 않았다. 역으로, 여러 특징부들의 치수는 명확한 도시를 위해서 임의적으로 확대되거나 축소되었다.
도 1은 인의 하나의 타입(YAG:Ce)의 경우에 빛의 반사되고 투과된 스펙트럼 분포를, 상대적인 출력 대 파장으로 도시한 그래프이다.
도 2는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 솔리스 스테이트 방출기(들) 및 하향 변환 물질을 이용하는 고효율 광원을 도시한 도면이다.
도 2A는 다수-색채의 발광 공급원 및 하향 변환 물질을 이용하는 고효율 광원의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 2B는 도 2A에 도시된 고효율 광원의 바닥 부분을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 고효율 광원의 바닥을 도시한 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라서, 다수의 솔리스 스테이트 방출기들 및 하향 변환 물질을 이용하는 다른 고효율 광원을 도시한 도면이다.
도 5A는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라서, 다수의 솔리스 스테이트 방출기(들) 및 하향 변환 물질을 이용하는 또 다른 고효율 광원을 도시한 도면이다.
도 5B는 도 5A에 도시된 고효율 광원의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라서, 다수의 솔리스 스테이트 방출기 및 하향 변환 물질을 이용하는 또 다른 고효율 광원을 도시한 도면이다.
도 7은, 광원(들)로부터 방출된 광선들을 재지향시키기 위한 것으로서, 도 6에 도시된 고효율 광원을 둘러싸는 반사기를 도시한 도면이다.
도 7A는 다수-색채의 광원들을 이용하는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 도시한 도면이다.
도 7B는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하향 변환 물질 층 내에 분산된 하향 변환 물질을 도시한 도면이다.
도 7C는, 본 발명의 대안적인 실시예에 따른, 하향 변환 물질 층 내에 분산된 하향 변환 물질을 도시한 도면이다.
도 7D는, 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른, 하향 변환 물질 층 내에 분산된 하향 변환 물질을 도시한 도면이다.
도 8A 내지 도 8E는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 예시적인 광 방출 공급원의 바로 위쪽에 배치되는 광학 부재 또는 광학 렌즈에 대한 여러 가지 기하학적 형상을 도시한 도면이다.
도 8F 및 도 8G는 반사기 및 광학 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9A는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 광원으로부터의 광선을 반사시키기 위한 광도파관 상에 위치된 하향 변환 물질 및 솔리스 스테이트 방출기(들)을 이용하는 다수의 고효율 광원을 가지는 장치를 도시한 도면이다.
도 9B는 도 9A에 도시된 장치의 단면도이다.
도 9C는 다수-색채의 광 방출 공급원을 포함할 수 있는 도 9A에 도시된 장치의 다른 대안적인 실시예를 도시한 단면도이다.
도 10A는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 광원으로부터의 광선을 재지향시키기 위한 광 도파관의 엣지(edges) 주위에 배치된 하향 변환 물질 및 솔리스 스테이트 방출기(들)을 이용하는 다수의 고효율 광원을 가지는 다른 장치를 도시한 도면이다.
도 10B는 도 10A에 도시된 장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 반사기 및 고효율 마이크로렌즈 확산기에 의해서 둘러싸이도록 정렬된 또 다른 고효율 광원을 도시한 도면이다.
도 11A는 다수-색채의 광 방출 공급원을 포함할 수 있는 도 11에 도시된 실시예의 대안적인 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 반사기 및 하향 변환 물질을 향해서 방사선을 지향시키는 또 다른 고효율 광원을 도시한 도면으로서, 상기 하향 변환 물질이 상기 고효율 광원과 반사기 사이에 배치되는 것을 도시한 도면이다.
도 12A는 다수-색채의 광 방출 공급원을 포함할 수 있는 도 12에 도시된 실시예의 대안적인 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 광학 부재를 경유하여 하향 변환 물질을 향해서 빛을 방사하는 고전력 광 방출기를 도시한 개략도이다
도 14는, 단파장 LED 칩으로부터의 예시적인 방사선이 하향 변환 물질의 층에 충돌할 때 초래될 수 있는 예시적인 방사선을 도시한 도면이다.
발광 장치가 다수-색채의 방사선을 방출하기 위한 방사선 공급원을 포함한다. 확산기 물질은 상기 방사선 공급원으로부터 방출된 다수-색채의 방사선의 적어도 일부를 수용하고 상기 다수-색채의 방사선을 전방 전달 방사선(forward transferred radiation)과 후방 전달 방사선으로 변환시킨다. 광학 장치는 상기 확산기 물질에 커플링되며, 상기 후방 전달 방사선을 수용하고 상기 광학 장치로부터 후방 전달 방사선의 적어도 일부를 추출하도록 구성된다.
이하에서, 특정 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이하의 상세한 설명으로 제한되지 않는다. 본 발명의 범위 내에서 그리고 특허청구범위와 균등한 범위 내에서도 상세 사항에 대한 여러 가지 변형 실시예가 가능할 것이다.
도 14는 단파장 LED 칩(2002)으로부터의 예시적인 방사선(2000)이 인(phosphor) 층일 수 있는 하향 변환 물질의 층(2004)에 충돌할 때 초래될 수 있는 예시적인 방사선을 도시한 도면이다. LED 칩(2002)과 같은 단파장 공급원으로부터의 예시적인 방사선(2000)이 하향 변환 물질 층(2004)에 충돌하면, 4 성분을 가지는 방사선을 생성할 것이다: 즉 하향 변환 물질 층(2004)으로부터 반사된 후방 전달 단파장 방사선(2006); 하향 변환 물질 층(2004)을 통해서 투과된 전방 전달 단파장 방사선(2008); 하향 변환 물질(2004)을 통해서 투과된 전방 전달 하향-변환 물질 방사선(2010); 그리고 하향 변환 물질(2004)로부터 반사된 후방 전달 하향-변환 방사선(2012)을 생성할 것이다. 이러한 4 성분이 조합되어 백색광을 생성할 수 있을 것이다.
4 성분들 중 2 성분(2010 및 2012)은 각각 2개의 하위-성분들로 구성될 수 있다. 전방 전달 하향-변환 방사선의 하위-성분들 중 하나가 방출된 방사선(2014)일 수 있고; 즉 하향 변환 물질 층(2004) 상에 충돌하는 단파장 방사선 보다 긴 파장의 하향-변환 방사선일 수 있다. 전방 전달 하향-변환 방사선의 방출된 방사선 하위-성분(2014)은 하향 변환 물질(2004)을 통과함에 따라서 하향 변환 물질(2004)의 입자와 충돌하는 단파장 방사선(2000)에 의해서 생성될 수 있다. 전방 전달 하향-변환 방사선의 제 2 하위-성분은 전방 산란 방출 방사선(2016)일 수 있으며; 즉, 하향 변환 물질 층(2004)과 충돌하는 단파장 방사선(2000) 보다 긴 파장의 다른 하향-변환 방사선일 수 있다. 전방 전달 하향-변환 방사선(2010)의 전방 산란 방출 방사선 하위-성분(2016)은 하항 변환 물질(2004)의 입자들과 충돌하고 하향 변환 물질(2004)을 통해서 투과되기에 앞서서 하향 변환 물질(2004)의 입자들 상에서 전후로 반사(bounce)되는 단파장 방사선(2000)에 의해서 생성될 수 있다.
후방 전달 하향-변환 방사선(2012)의 하위-성분들 중 하나는 방출된 방사선(2020)일 수 있으며; 즉, 하향 변환 물질 층(2004)과 충돌하는 단파장 방사선(2000) 보다 파장이 긴 하향-변환 방사선일 수 있다. 후방 전달 하향-변환 방사선(2012)의 방출된 방사선 하위-성분(2018)은 하향 변환 물질(2004)로부터 반사됨에 따라서 하향 변환 물질(2004)의 입자와 충돌하는 단파장 방사선(2000)에 의해서 생성될 수 있다. 후방 전달 하향-변환 방사선(2012)의 제 2의 하위-성분은 후방 산란 방출 방사선(2020)일 수 있으며; 즉, 하향 변환 물질 층(2004)과 충돌하는 단파장 방사선(2000) 보다 파장이 긴 다른 하향-변환 방사선일 수 있다. 후방 전달 하향-변환 방사선(2012)의 후방 산란 방출 방사선 하위-성분(2020)은 하항 변환 물질(2004)의 입자들과 충돌하고 하향 변환 물질(2004)로부터 반사되기에 앞서서 하향 변환 물질(2004)의 입자들 상에서 전후로 반사되는 단파장 방사선(2000)에 의해서 생성될 수 있다.
백색광은 전술한 여러 성분들의 조합에 의해서 생성될 수 있다. 전방 전달 방향(즉, 하향 변환 물질 층을 통해서 투과되는 방사선(2008, 2014, 2016, 2010)의 경우)에서, 백색광은 전방 전달 단파장 방사선(2008)과, 전방 전달 하향-변환 방사선(2010)의 하위-성분(2014, 2016) 중 하나 또는 모두와의 조합에 의해서 생성될 수 있을 것이다. 즉, 백색광은 전방 전달 단파장 빛(2008)과, 투과 방출 방사선(2014) 및/또는 투과 전방 산란 방출 방사선(2016)의 조합에 의해서 전방 전달 방향으로 생성될 것이다.
후방 전달 방향(즉, 하향 변환 물질 층으로부터 반사된 방사선(2006, 2018, 2020, 2012)의 경우)에서, 백색광은 후방 전달 단파장 방사선(2006)과, 후방 전달 하향-변환 방사선(2012)의 하위-성분(2018, 2020)들 중 하나 또는 모두와의 조합에 의해서 생성될 수 있다. 즉, 백색광은 후방 전달 단파장 빛(2006)과, 반사 방출 방사선(2018) 및/또는 반사된 후방 산란 방출 방사선(2020)의 조합에 의해서 후방 전달 방향으로 생성될 수 있을 것이다.
전방 전달 단파장 방사선(2008)의 파장은 LED 칩(2002)과 같은 방사선 공급원에 의해서 방출되는 방사선(2000)의 파장과 대략적으로 동일할 수 있다. 후방 전달 단파장 방사선(2006)의 파장은 방사선 공급원(2002)에 의해서 방출되는 방사선(2000)의 파장과 대략적으로 동일할 수 있다. 전방 전달 단파장 방사선(2008)의 파장은 후방 전달 단파장 방사선(2006)의 파장과 대략적으로 동일할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 방사선 공급원(2002)이 550 nm 미만, 특히 약 200 nm 내지 550 nm 미만의 파장을 나타내는 방사선을 방출할 수 있다. 따라서, 전방 전달 단파장 방사선(2008)의 파장 및 후방 전달 단파장 방사선(2006)의 파장은 550 nm 미만일 수 있고, 특히 약 200 nm 내지 550 nm 미만일 수 있다.
전방 전달 하향-변환 방사선(2010)(하위-성분(2014, 2016) 포함)의 파장 및 후방 전달 하향-변환 방사선(2012)(하위-성분(2018, 2020) 포함)의 파장은 하향 변환 물질(2004)의 여기(excitation) 스펙트럼 보다 긴 어떠한 파장도 될 수 있을 것이다. 예시적인 실시예에서, 하향 변환 물질(2004)의 여기 스펙트럼은 약 300 nm 내지 약 550 nm일 수 있다. 다른 실시예에서, 여기 스펙트럼이 약 300 nm 내지 약 550 nm가 아닌 다른 하향 변환 물질이 이용될 수 있을 것이다. 하향 변환 물질(2004)의 여기 스펙트럼은 단파장 방출 방사선 공급원(2002)에 의해서 생성되는 방사선의 파장 보다 긴 파장을 가지는 방사선을 생성하여야 할 것이다. 예시적인 실시예에서, 하향 변환 물질(2004)이 약 490 nm 내지 약 750 nm의 방사선을 생성할 수 있을 것이다.
그러나, 만약 LED 칩(2002)이 단파장 방사선을 방출하지 않는다면, 또는 만약 LED 칩에 의해서 방출되는 방사선의 파장이 하향-변환 물질의 여기 스펙트럼 보다 크다면, 하향-변환 물질 층(2004)이 확산기 부재와 같이 거동하게 될 것이다. 그에 따라, 하향 변환 물질(2004)에 의해서 2 성분만이 즉: 즉, 하향-변환 물질(2004)을 통해서 투과되는 전방 전달 방사선(2008), 그리고 하향-변환 물질(2004)로부터 반사되는 후방 전달 방사선(2006)이 생성될 수 있을 것이다.
본원의 발명자들은, 하향-변환 인을 LED 다이(die)에 인접하게 배치하였을 때 인 변환 LED의 성능에 부정적인 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 그러한 저하된 성능은 주로 다이를 둘러싸는 인 매체가 등방성 방출기와 같이 거동하기 때문이고, 그리고 다이를 향하는 후방 전달 방사선의 일 부분이 인 층, 다이, 및 반사기 컵 사이에서 순환되기 때문이다. 결과적으로, 후방 전달 방사선은 정크션 온도를 높이고, 그에 따라 시스템 효율을 낮추며 캡슐재(encapsulant)의 황화(yellowing)를 증대시킨다. 이들 모든 인자들은 시간 경과에 따라 광 출력을 감소시킨다.
상기 문헌은 인 층에 충돌하는 빛의 60%가 후방으로 전달된다는 것을 보여주며, 이는 전술한 효과에 대한 설명이 될 수 있을 것이다(Yamada, et al., 2003 참조). 8개의 YAG:Ce 인 플레이트에 대한 실험 측정 결과, 방사 에너지의 거의 60%가 청색 LED 공급원 방향으로 후방 전달된다는 것을 확인하였다. 반사되는 방사 에너지의 절대 크기는, 인 코팅의 밀도 등에 의존한다. 도 1은 YAG:Ce 인 플레이트를 구비하는 청색 LED의 측정된 반사 스펙트럼 파워 분포(2)를 도시한다. 도 1은 또한 동일한 구성의 측정된 투과 스펙트럼 파워 분포(4)를 보여준다. 도시된 바와 같이, 빛의 대부분은 후방으로 반사되거나 또는 전방으로 투과되지 않는다.
그러한 효과는 RCLEDs에서 보다 큰 크기로 예상되는데, 이는 그들의 광 출력이 보다 더 집속(collimated)되기 때문이다. 결과적으로, 시스템 효율 개선을 위해서, 패키징은 투과된, 방출된, 그리고 반사된 성분들을 캡쳐(capture)하려 할 것이다. 추가적으로, 발명자들은 인 층이 다이로부터 멀리 이동될 수 있게 허용하는 패키징을 생성하였으며, 그에 따라 LED 및 RCLED 내로 방사선이 피드백되는 것을 방지하였다. 결과적으로, 그러한 패키징은 인 층에 의해서 방출되고 반사되는 보다 많은 방사선이 장치를 빠져나갈 수 있게 허용함으로써 장치의 효율을 높인다. 동시에, 균일한 백색광 공급원을 획득하기 위해서, RCLED로부터의 방사선이 인 층에 균일하게 충돌한다. 또한, LED 및 RCLED의 수명이 개선된다.
인이 다이에 인접하여 배치되는 종래의 인-변환 백색 LED에서, 인에 의해서 발생되는 빛의 65% 초과분이 후방-산란되고 LED 패키지 내에서 손실된다. 이러한 발견을 기초로 하여, 산란된 광자 추출(Scattered Photon Extraction ™(SPE™))이라는 기술이 개발되었다. 그러한 기술의 일 측면이 2005년 5월 5일자로 출원되고 2005년 11월 17일자에 WO 2005/107420 A2로서 공개된 국제특허출원 제 PCT/US2005/015736호에 개시되어 있다.
인-변환 백색 LED(pc-LED)로부터의 빛 출력을 증대시키기 위해서 그리고 보다 높은 발광 효율을 달성하기 위해서, 하향-변환 물질(예를 들어, 인 또는 양자점(quantum dots))이 원격 위치로 제거되고, 그리고 적절하게 설계된(tailored) 광학 장치가 LED 칩과 하향-변환 물질 층 사이에 위치된다. 이어서, 전체적인 빛 출력 및 효율을 높이기 위해서, 후방 전달 빛이 추출될 수 있을 것이다. 이러한 기술은, 인 방출된 그리고 후방 산란된 반사 방사선, 그리고 손실될 수 있는 반사된 단파장 방사선을 추출함으로써, pc-백색 LED의 전체적인 빛 출력 및 조명 효율을 상당히 증대시킨다.
도 2 및 도 3은 SPETM 개념을 이용하는 본 발명의 제 1의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 솔리스 스테이트 방출기(들) 및 하향 변환 물질을 이용하는 고효율 광원을 도시한다.
이러한 실시예는 분배 광학장치이고(distributing optic), 광 투과성이며, 원통형의 기하학적 형상을 가지는 엔클로져 광학장치(enclosure optic; 10)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 엔클로져 광학장치(10)는 분배 광학장치의 중간 섹션 내에 매립되는 인 층(12)을 포함한다. 이러한 구성은 분배 광학장치를 실질적으로 2개의 균등한 피스(pieces) 또는 부분으로 효과적으로 분할한다. 즉, 인 층은 원통형 광학장치(10)의 길이방향 축선에 대해서 실질적으로 수직인 스트립일 것이다.
하나의 예시적인 실시예에서, 인 층(12)은 YAG:Ce 인 층일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 인 층은 다른 인, 양자점, 양자점 결정(crystals), 양자점 나노 결정 또는 다른 하향 변환 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들이 인 층(12)과 유사한 인 층을 포함할 수 있을 것이다. 그러나, 도 2에 도시된 매립형 인 층과 달리, 다른 실시예들은 매립되지 않은 인 층을 포함할 수 있을 것이다. 또한, 인 층이 반드시 균일한 두께를 가질 필요는 없으며, 오히려 다양한 두께 또는 다양한 인 혼합물을 포함함으로써 보다 균일한 색채 출력을 생성할 수도 있을 것이다.
하나 이상의 LED 또는 RCLED가, 도 14에 도시된 바와 같이, 바닥부에서 원통형 광학장치 내부에 위치될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 하나 이상의 LED/RCLED가 원통형 광학장치의 바닥 부분 이외의 위치에 배치될 수 있을 것이다.
단파장 방사선(16)이 LEDs/RCLEDs로부터 방출된다. 단파장 방사선은 250 nm 내지 500 nm이다. 인 층(12)이 원통형 광학장치의 중간에 실질적으로 위치되기 때문에, LEDs/RCLEDs로부터의 단파장 방사선은 단파장 방사선이 원통형 광학장치의 일 측부로부터 인 층(12)으로 충돌하게 한다. 인 층(12)에 대한 단파장 방사선의 충돌은 4 성분을 가지는 방사선을 생성할 것이며, 그러한 4성분은: 인 층(12)으로부터 후방 전달되는 단파장 방사선(18); 인 층(12)으로부터 전방 전달되는 단파장 방사선(20); 인 층(12)으로부터 후방 전달되는 하향-변환 방사선(22); 그리고 인 층(12)을 통해서 전방 전달되는 하향-변환 방사선(24)이 될 것이다. 인 층(12)의 양 측부 상에서 생성되는 이러한 4 성분들이 조합되어 백색광(26)을 생성한다. 원통형 광학장치(10)의 광 투과 특성을 이용함으로써, 인 층(12)으로부터 후방 전달된 단파장 방사선 및 인 층(12)으로부터 후방 전달된 하향-변환 방사선이 추출될 수 있을 것이다. 그에 따라, 전체적인 빛 출력 및 인-변환된 백색 LED 소자의 효율이 상당히 개선된다.
예로서, Opto Technology가 제공하는 고-플럭스(high-flux) 청색(470 nm) 조명 LED(Shark 시리즈) 방출기가 이용될 수 있을 것이다. 인 층(12)의 밀도는 4-8 mg/cm2일 수 있으며(다른 밀도도 가능할 것이다), 원통형 광학장치(10)의 길이는 2 내지 4 인치일 수 있으며, 원통형 광학장치의 지름은 약 0.5 인치일 수 있다. 다른 예로서, 인-층 밀도, 그리고 원통형 광학장치의 길이와 지름을 변화시킴으로써, 다른 패키지 효율 및 균일도가 달성될 수 있을 것이다. 원통형 광학장치의 길이가 2.25 인치인 경우에, 원통형 광학장치의 둘레를 따른 빛의 보다 양호한 효율 및 규일도가 달성될 수 있을 것이다.
도 2에 도시된 실시예는 완전히-둥근 형태의 아크릴 막대로부터 절단되고 연마된 절반-둥근형 아크릴 로드 세그먼트로부터 형성될 수 있다. 인이 광학적으로 투명한 에폭시와 함께 혼합되고 이어서 각 로드 세그먼트의 평평한 표면 상에 균일하게 분사된다. 이어서, 로드 세그먼트들이 서로 부착되고 에폭시 경화를 위해서 오븐에 투입된다.
2.25 인치의 광학장치 부재(원통형 광학장치)의 경우에 전체적인 방출 손실은 약 16% 인 것으로 밝혀졌다. 그러한 손실은: LED로 다시 반사되는 6%의 빛, 7%의 Fresnel 손실, 그리고 하드웨어 장착으로 인한 복구 불가능한 3%의 손실을 포함한다.
손실의 약 절반은 Fresnel 손실에 의한 것이며, 이는 굴절율이 상이한 매체들 사이의 경계에서 발생된다. Fresnel 손실은 LEDs/RCLEDs와 원통형 광학장치 사이에서 커플링 메카니즘을 이용함으로써 감소될 수 있다. 또한, 그러한 손실들은 LEDs/RCLEDs 상에서 반사방지 코팅을 이용하여 빛이 LEDs/RCLEDs로 다시 반사되는 것을 방지함으로써 회수될 수 있을 것이다.
도 3은 도면부호 '14'로서 표시된 원통형 광학장치의 바닥 부분에서의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 원통형 광학장치(10)는 2개의 절반-둥근 아크릴 로드 세그먼트(14a 및 14b)를 포함한다. 인 층(12)이 아크릴 로드 세그먼트(14a)와 아크릴 로드 세그먼트(14b) 사이에 샌드위치된다. 각 아크릴 로드 세그먼트는 단파장 방사선 방출 공급원(17 및 19)을 포함한다. 단파장 방사선 방출 공급원(17 및 19) 각각은, 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD), 또는 공진 공동 LED(RCLED)와 같은, 반도체 단파장 방사선 방출 다이오드일 수 있다. 2개의 광 방출 공급원들 중 하나 이상이 바닥 부분(14)에 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그와 같은 경우에, 아크릴 로드 세그먼트(14a) 내에 배치된 다수의 광 방출기로 이루어진 어레이(array) 및 아크릴 로드 세그먼트(14b) 내에 배치된 다수의 광 방출기로 이루어진 다른 어레이가 제공될 것이다. 이러한 어레이들은, 도 3의 인 층(12) 주위로 대칭적으로 배치된 것으로 도시되어 있는, 광 공급원(17 및 19)과 유사한 방식으로, 서로에 대해서 대칭적으로 정렬될 수 있다.
도 2A 및 도 2B는 분배 광학장치인, 광 투과성 엔클로져(10)를 가지는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 2A는 하향 변환 물질 및 다수 색채 광 방출 공급원을 이용하는 고효율 광 공급원의 다른 실시예를 도시한다. 도 2B는 도 2A에 도시된 고효율 광 공급원의 바닥 부분을 도시한 단면도이다.
예시적인 실시예에서, 하향 변환 물질(12)이 2개의 확산기 층(20 및 22) 사이에 샌드위치된다. 이들 도면에 도시된 실시예는 또한 SPETM 기술을 이용한다. 이러한 실시예에서, 그리고 본 명세서에서 설명되는 모든 실시예들에서, 하향 변환 물질(12)이 YAG:Ce; YAG:Ce 인 플러스 Eu 인; YAG:Ce 인 플러스 카드뮴-세레나이드(CdSe); 또는 납(Pb) 및 실리콘(Si)을 포함하는 다른 물질로부터 생성된 양자점의 다른 타입; 그리고 계류중인 2006년 6월 20일자 PCT 출원(Attorney Docket RPI-143WO)에 기재된 바와 같은 다른 인과 같은 하나 이상의 인을 포함할 것이다. 다른 대안적인 실시예에서, 인 층이 다른 인, 양자점, 양자점 결정, 양자점 나노 결정, 또는 다른 하향-변환 물질을 포함할 수 있다. 임의 실시예 또는 대안적인 실시예에서, 하항 변환 영역이 결합 매체 내로 혼합된 분말형 물질 대신에 하향 변환 결정이 될 수도 있을 것이다.
확산기 층(20, 22)들 중 하나 또는 둘은 전방 전달 또는 후방 전달 방사선에 대한 비임 제어 특성을 가지는 폴리머 또는 다른 물질 내에 확산된 마이크로 또는 나노 산란 입자, 또는 마이크로렌즈 층이 될 수 있을 것이다. 분배 광학장치(10)를 실질적으로 2개의 동일한 피스들 또는 부분들로 분할하는 것과 같이, 인 층(12) 및 확산기 층(20, 22) 모두가 분배 광학장치(10)의 중간 섹션 내에 매립될 수 있을 것이다. 즉, 인 층(12) 및 확산기 층(20, 22)이 분배 광학장치(10)의 길이방향 축선에 실질적으로 평행할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 인 층(12) 및 확산기 층(20, 22) 중 어느 것도 반드시 매립될 필요는 없다. 예시적인 실시예에서, 인 층(12)이 확산기 층(20, 22)에 결합(bonding)될 수 있다. 다른 실시예에서, 인 층(12)이 확산기 층(20, 22)에 반드시 결합될 필요가 없다.
인 층(12) 및 확산기 층(20, 22)은 도 2A 및 2B에 도시된 바와 같이 반드시 장방형일 필요가 없다. 대안적인 실시예에서, 확산기 층(20, 22)이 곡선형, 둥근형, 정사각형, 삼각형, 또는 다른 형상을 가질 수 있을 것이다. 또한, 그들의 형상이 분배 광학장치(10)의 길이방향 축선을 따라 변화될 수도 있을 것이다. 또한, 인 층(12) 및 확산기 층(20, 22)의 각각의 크기(각각의 길이 또는 폭)가 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 인 층(12)의 길이 또는 폭이 확산기 층(20, 22)들 중 하나 또는 양자 모두와 상이할 수 있다.
또 다른 대안적인 실시예에서, 하나의 확산기 층이 2개의 인 층들 사이에 배치될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 확산기 층이 인 층이 없이 분배 광학장치 내에 배치될 수 있을 것이다.
방사선 공급원(24)이 다수 색채의 방사선을 방출할 수 있는 다수의 광 방출 공급원을 포함할 수 있을 것이다. 즉, 다수의 광 방출 공급원의 각각이 다른 광 방출 공급원들 중 적어도 하나의 스펙트럼과 상이한 스펙트럼을 나타낼 수 있을 것이다. 광 방출 공급원(24)들 각각이 LEDs 중 하나 이상, 또는 LDs(레이저 다이오드) 중 하나 이상, 또는 RCLEDs 중 하나 이상일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 모든 실시예가 이러한 타입의 다이오드들 중 하나 이상이 될 수 있을 것이다. 분배 광학장치(10)가 보드(14) 상에 장착될 때 LEDs(24)가 분배 광학장치(10)의 경계 내에 배치되도록, 복수의 다수 색채 광 방출 공급원(24)이 보드 또는 기판(14) 상에 장착될 수 있을 것이다. 즉, 분배 광학장치(10)가 보드(14)에 장착될 때 다수 색채 LEDs가 분배 광학장치(10)의 내부에 위치되도록, 다수 색채 LEDs(24)가 보드(14) 상에 위치될 수 있을 것이다.
이러한 예시적인 실시예에서, 그리고 본원 명세서에 기재된 모든 실시예들에서, 각각의 LEDs(24)가 적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 색채를 나타낼 수 있을 것이다. 예를 들어, 만약 3개의 LEDs가 이러한 실시예에서 사용된다면, 하나의 LED가 적색 광을 방출하고, 제 2 LED가 녹색 광을 방출하며, 제 3 LED가 청색 광을 방출할 수 있을 것이다. 즉, LEDs(칩이라고도 지칭된다)의 각각이 좁은 고유한 개별적인 방사선 밴드를 생성할 수 있고, 또는 방사선의 좁은 밴드와 넓은 밴드 모두를 생성할 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에서, 하나 이상의 LEDs가 적색, 녹색 또는 청색 이외의 색채를 디스플레이할 수 있다. 비록, 도 2A 및 2B에 3개의 LEDs가 도시되어 있지만, 대안적인 실시예에서는 그보다 많거나 또는 그보다 적은 LEDs가 이용될 수 있을 것이다. 또한, 인 층(12)의 각 측부 상에 위치되는 LEDs의 개체수는 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있다. 장치의 모든 실시예들이, 전체적인 조명 효율의 감소 없이, 다수의 스펙트럼을 혼합하여 백색광을 생성할 수 있고 또는 균일한 조도 및 색채의 여러 색조를 생성할 수 있을 것이다.
임의 실시예에서 LEDs에 의해서 디스플레이될 수 있는 색채는 장치의 용도에 따라서 달라질 것이다. 일부 실시예에서, 다수 색채가 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 단 2개의 색채만이 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 LED가 특정 색채를 방출할 수 있다. 다수 색채 광 방출 공급원(24)이 다수의 색채를 방출할 수 있다 하더라도, 모든 실시예에서 모든 색채를 반드시 방출하여야 하는 것은 아니다. 그 대신에, 색채들 중 일부만이 특정 실시예에서 방출될 수 있을 것이고 또는 소위 당업자에게 공지된 방식으로 특정 색채의 빛깔(hue)이 변경될 수 있을 것이다. 여러 가지 색채를 방출하는 LEDs를 이용하는 것 그리고 하나 이상의 색채의 빛깔을 변경할 수 있는 기술을 이용하는 것으로부터, 사용자의 필요에 따른 색채를 방출하도록 동적으로(dynamically) 변화시킬 수 있을 것이다.
도 2B에 도시된 바와 같이, 다수 색채 광 방출 공급원(24)들 중 일부가 인 층(12)의 제 1 측부(12A)에 인접하여 위치될 수 있고 그리고 다수-색채 LEDs(24) 중 다른 일부가 인 층(12)의 제 2 측부(12B)에 인접하여 위치될 수 있다. 다수 색채 광 방출 공급원(24)의 각각이 인 층(12)으로부터 하나 이상의 소정 거리를 두고 배치될 수 있을 것이다.
도 2A 및 도 2B의 대안적인 실시예에서, 다수 색채 방사선 방출 공급원(24)이 보드(14) 이외의 다른 위치에 배치될 수 있을 것이고 또는 분배 광학장치(10)의 바닥 이외의 위치에 배치될 수 있을 것이다. 다른 대안적인 실시예에서, 다수-색채 LEDs가 분배 광학장치(10)의 양 단부(15, 16)에 인접하여 배치될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 확산기 층(20, 22)들 중 하나 이상이 없이 인 층(12)이 이용될 수 있고, 또는 인 층(12)이 없이 확산기 층(20, 22)들 중 하나 이상이 이용될 수 있을 것이다.
도 4는 SPETM 기술을 이용하는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 4는 다수 솔리스 스테이트 방출기 및 하향 변환 물질을 이용할 수 있는 다른 고효율 광 공급원을 도시한다. 이러한 실시예는 일반적인(general) 주변 조명이 요구되는 내부 공간에서 이용될 수 있을 것이다. 도시된 바와 같이, 장치는 인 플레이트(50)(예를 들어, 전술한 바와 같이, YAG:Ce 또는 다른 인들)를 포함한다. 장치는 또한 LEDs/RCLEDs 어레이(52)와 같은 어레이를 형성하는 다수 반도체 단파장 방사선 방출 다이오드(56)를 포함한다. 어레이(52)는 알루미늄 물질일 수 있는 기판(54) 상에 장착된다. 예시적인 실시예에서, 기판(54)이 원형일 수 있다. 도 4에 도시된 예시적인 구성에서, LEDs/RCLEDs가 서로 이격되어 정렬되고 원형 기판 주위에 배치된다.
다이오드들의 방사선 방출 표면이 인 층 플레이트(50)를 향하도록, 단파장 방사선 방출 다이오드의 어레이가 기판 상에 배치된다. 이러한 방식에서, 다이오드(56)는 인 층 플레이트(50)를 향해서 단파장 방사선을 방출한다. 단파장 방사선이 인 층 플레이트에 충돌함에 따라, 전술한 4개의 방사선 성분 즉: 단파장 후방 전달 방사선 및 후방 전달 하향-변환 방사선(60); 그리고 단파장 전방 전달 방사선 및 전방 전달 하향-변환 방사선(64)이 생성될 것이다. 단파장 후방 전달 방사선 및 후방 전달 하향 변환 방사선(60)이 백색광(62)을 생성한다. 전방 전달 단파장 방사선 및 전방 전달 하향-변환 방사선(64)이 백색광(66)을 생성한다.
도 5A 및 5B는 SPETM 기술을 이용하는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 그러한 실시예는 솔리스 스테이트 방출기(들) 및 하향 변환 물질을 이용하는 고효율 광 공급원의 다른 실시예이다. 도 5B는 도 5A에 도시된 고효율 광 공급원의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 장치(500)는 컵(502), 그리고 상기 컵(502)의 베이스에서 상기 컵(502) 내에 배치되는 하나 이상의 광 방출기(501)를 포함한다. 또한, 인 층(503 및 504)도 포함된다. 인 층(504)은 광 방출기(501)의 베이스로부터 반대쪽 단부에 그리고 컵(502)의 벽들로부터 실질적으로 중심에 배치된다. 인 층(503)이 컵(502)의 벽들의 내측에 배치된다. 도 5A 및 5B에 도시된 실시예는 일반적인 주변 조명이 요구되는 내부 공간에서 이용될 수 있을 것이다.
장치(500)는 어레이 내에 정렬되어 단파장 방사선을 방출하는 하나의 LED/RCLED 또는 다수의 LEDs/RCLEDs 를 가지는 투명 컵일 수 있는 컵(502)을 포함한다. 컵은 컵(502)의 내측의 투명한 벽에 결합된 하나의 인 층(503)을 포함한다. 다른 인 층(504)이 컵의 중심 영역에서만 결합될 수 있다. 따라서, 후방 전달 단파장 방사선 및 후방 전달 하향-변환 방사선의 대부분이 투명한 표면의 투명한 부분으로부터 직접적으로 배출될 것이다. 이런 실시예에서는, LED/RCLED로부터의 단파장 방사선이 인 층에 충돌하지 않고 전방 표면의 투명한 부분으로 직접 빠져나가는 것을 최소화하기 위해서, LED/RCLED로부터 방출된 빛의 좁은 비임이 바람직하다. 컵은 유리 또는 아크릴로 제조될 수 있을 것이다.
컵(502)의 내부 부분은 유리 또는 아크릴 물질로 충진될 수 있고, 그에 따라 컵(502)과 그 컵(502) 내부에 포함된 내부 부분 사이에 인 층(503)이 샌드위치된다. 인 층(504)은 또한 유리나 아크릴 물질의 외측 표면 상에 결합될 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 절반-둥근 아크릴 로드들 사이에 샌드위치된 인 층과 관련하여 설명한 것과 유사한 방식으로, 인 층(504)이 유리 또는 아크릴 물질 내에 위치될 수 있을 것이다.
도 6은 SPETM 기술을 이용하는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 그러한 실시예는 솔리스 스테이트 방출기(들) 및 하향 변환 물질을 이용하는 다른 고효율 광 공급원을 설명한다. 그러한 실시예는 단파장 방사선 방출기로부터 이격된(remote) 하향 변환 물질을 이용하는 광학장치를 설명한다. 하향 변환 물질은 인 일 수 있다. 도시된 바와 같이, 장치(600)는 실질적으로 광 투과성을 가질 수 있는 실질적으로 투명한 매체로 제조될 수 있는 광학장치(606)에 의해서 인 층(604)으로부터 분리된 단파장 방사선 방출기(602)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 실질적으로 투명한 매체가 공기일 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 실질적으로 투명한 매체가 유리 또는 아크릴일 수 있다. 인(또는 양자점) 층(604)이 실질적으로 투명한 그리고 실질적으로 광 투과성인 벽(610 및 612)을 구비하는 광학장치(606)의 일부분 상에 부착 또는 장착될 수 있다. 여러 파장의 빛의 혼합을 개선하기 위해서, 인(또는 양자점) 층(604)이 추가적인 산란 입자(예를 들어, 미세 구(spheres))들을 포함할 수 있다. 또한, 인(또는 양자점) 층(604)이 하나의 인(또는 양자점)일 수 있고 또는 여러 가지 상이한 스펙트럼 영역을 가질 수 있는 다수 색채 하향-변환 방사선을 생성하기 위해서 다수의 인(또는 양자점)일 수도 있을 것이다. 그 대신에, 색채 혼합을 개선하기 위해서 산란 입자들 만을 포함하는 층이 하향 변환 물질 층의 위쪽, 또는 아래쪽, 또는 위쪽과 아래쪽에 배치될 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에서, 인 층(604)이 상부에 부착될 수 있는 광학장치(606)의 일부분이 광학장치(606)의 단부(618)가 될 수 있다. 방사선 방출기(602)가 광학장치(606)의 다른 부분에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 방사선 방출기(602)가 광학장치(606)의 다른 단부(620)에 위치될 수 있다. 만약, 광학장치(606)가 원형 단면을 가진다면, 광학장치(606)의 각각의 벽(610 및 612)이 연속적인 벽일 수 있을 것이다.
단파장 방사선 방출기(602)가 벽(610)과 벽(612) 사이에 위치될 수 있다. 단파장 방사선 방출기(602) 및 광학장치(606) 모두가 베이스(603) 상에 위치될 수 있다. 방사선(614)은, 인 층(604)을 통해서 투과된 전방 전달 단파장 방사선 및 인 층(604)을 통해서 투과된 전방 하향-변환 방사선을 포함하는, 인 층(604)을 통해서 투과된 방사선을 포함할 것이다.
예시적인 방사선(615)은 인 층(604)에 의해서 후방 산란 및/또는 방출될 수 있는 후방 전달 하향-변환 반사 방사선 및 후방 전달 단파장 방사선을 포함할 수 있다. 방사선(616)은 인 층(604)에 의해서 후방으로 산란되는(scattered back) 방사선을 포함할 수 있다. 방사선(616)은 실질적으로 투명한, 실질적으로 광 투과성인 벽(610 및 612)을 통해서 투과될 수 있는 방사선(615)을 포함할 수 있다. 후방 전달 방사선이 측벽(610 및 612)의 중간 주위에서 전달된다는 것을 예시적인 화살표(615)가 보여주고 있지만, 후방 전달 방사선이 측벽(610 및 612)을 따른 다수의 위치에서 그 측벽(610 및 612)을 통해서 전달될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 광학장치(606)의 외부로의 방사선 전달을 빛의 추출이라 할 수 있을 것이다. 따라서, 방사선(615) 및 방사선(616) 모두는 인 층(604)으로부터 방출 및/또는 산란된 것일 수 있는 인 층(604)으로부터 반사되고 하향-변환 반사된 방사선을 포함할 수 있다. 방사선(616)은 또한 방사선 방출기(602)로부터의 방사선을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 일부 또는 모든 방사선(615 및/또는 616)이 가시광선일 수 있다.
측벽(610 및 612)을 통해서 광학장치(606)의 외부로 방사선을 전달(추출)하는 것이 이루어질 수 있는데, 이는 광학장치(606)로부터 광학장치(606)의 외부로 방사선을 추출하기 위해서 광학장치(606)가 실질적으로 투명하고, 실질적으로 광 투과성을 가지는 벽(610 및 612)들을 이용하도록 구성되고 디자인되기 때문이다. 또한, 광학장치(606)의 외부로 원하는 양의 방사선을 추출하기 위해서, 광학장치(606)의 폭을 변화시킬 수 있을 것이다. 변화될 수 있는 그러한 폭은 단부(618)에서의 폭이고 그리고 단부(620)에서의 폭이 될 것이다. 유사하게, 단부(618)와 단부(620) 사이의 광학장치(606)의 폭이 변화될 수도 있을 것이다. 벽(610 및 612)들이 실질적으로 직선형, 곡선형 또는 직선형 부분과 곡선형 부분 모두를 포함하도록 함으로써, 단부(618)와 단부(620) 사이의 광학장치(606)의 폭 변화가 이루어질 수 있을 것이다.
전술한 광학장치(606)의 특징부들의 치수(dimensions)는 광학장치(606)가 이용되는 용도에 따라서 달라질 수 있을 것이다. 내부 전반사(TIR) 원리 및 광 투사(tracing) 원리를 이용함으로써, 광학장치(606)의 특징부들의 치수가 변화될 수 있고, 그리고 셋팅될 수 있을 것이다. 내부 전반사 원리가 적용될 때, 벽(610 및 612)들 모두 또는 그 중 하나의 방사선 반사도가 99.9%를 초과할 수 있다. 내부 전반사 원리가 본원 명세서에서 설명되는 모든 실시예에 적용될 수 있을 것이다.
광학장치(606)의 일 실시예에서, 예를 들어, 광학장치(606)로 입사되는 방사선 공급원(602)으로부터의 방사선의 양을 최대화하기 위해서, 광학장치(606)의 치수들이 셋팅될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 하향 변환 물질(604)과 충돌하는 방사선 공급원(602)으로부터의 방사선의 양을 최대화하기 위해서, 광학장치(606)의 치수들이 셋팅될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 하향 변환 물질(604)로부터 후방 전달되는 방사선 공급원(602)으로부터의 방사선의 양을 최대화하기 위해서, 광학장치(606)의 치수들이 셋팅될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 벽(610 및 612)을 통해서 추출되는 방사선의 양을 최대화하기 위해서, 광학장치(606)의 치수들이 셋팅될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 전술한 각각의 방사선 특징들을 가능한 범위 내에서 동시에 최대화하는, 즉: 광학장치(606)로 입사되는 방사선의 양; 하향 변환 물질(604)과 충돌하는 방사선의 양; 하향 변환 물질(604)로부터 후방 전달되는 방사선의 양; 그리고 벽(610 및 612)을 통해서 추출되는 방사선의 양을 동시에 최대화하는 장치를 제공하기 위해서, 광학장치(606)의 치수들이 셋팅될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 전술한 특징들 모두 또는 그중 일부가 최대화되지 않도록 광학장치(606)의 치수들이 셋팅될 수 있을 것이다. 이러한 임의의 실시예들을 실행하기 위해서, 내부 전반사 원리 및 광 투사 원리가 이용될 수 있을 것이다.
도 6에 도시된 실시예들과 관련하여 설명된 원리들 역시 본원 명세서에서 설명되는 모든 실시예들에도 적용될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, LED, RCLED, 또는 레이저 다이오드(LD)가 방사선 공급원(602)이 될 수 있을 것이다. 만약, LD가 방사선 공급원(602)으로 이용된다면, LD로부터의 모든 방사선이 하향 변환 층(604)을 향할 것이고 또 그러한 하향 변환 층에 충돌하게 될 것이다. 따라서, LD가 이용되는 경우에, 광학장치(606)의 형상은 원통형의 형상이 될 것인데, 이는 실질적으로 후방 전달 방사선이 LD를 향해서 다시 역으로 반사되지 않기 때문이고 그리고 실질적으로 모든 후방 전달 방사선이 실린더의 측부들을 통해서 추출될 수 있기 때문이다.
도 7은 SPETM 기술을 이용하는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 7은 광 공급원(들)으로부터 방출된 광선들을 재배향시키기 위해서 도 6에 도시된 고효율 광 공급원을 적어도 부분적으로 둘러싸는 반사기를 도시한다. 도시된 바와 같이, 장치(700)는 반사기(702) 내에 배치된 장치(600)를 포함한다. 반사기(702)는 설명을 위해서 파라볼라 형상을 가지는 것으로 한다. 본 발명의 범위 내에서, 반사기(702)는 예를 들어 원뿔, 구, 쌍곡선, 타원, 피라미드와 같은 다른 형상을 가질 수 있을 것이며, 또는 박스-형상이 될 수도 있을 것이다. 장치(700)의 이점은 비임 출력 분배 제어의 용이성 그리고 색채의 균일한 출력을 포함할 수 있을 것이다. 본원에서 설명된 임의 실시예들에서 반사기가 채용되는 경우에, 그러한 반사기의 형상은 상기 형상들 중 어느 형상도 가질 수 있을 것이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 단파장 방사선 공급원(602), 광학장치(606)의 일단부, 그리고 반사기(702)의 일단부를 장착하기 위해서 기판(603)을 이용할 수 있다.
광선(616)이 반사기(702)에 충돌할 수 있고, 그러한 반사기는 상기 광선을 재배향시켜 광선(714)이 되게 할 것이다. 유리하게, 광선(714)의 방향은 인 층을 통해서 투과될 수 있는 방사선과 대체적으로 동일한 방향인 것이 바람직할 것이다. 결과적으로, 장치(700)의 전체 광 출력은 광선(714) 및 인 층을 통해서 투과되는 방사선의 조합이 될 것이다. 도 6에 도시된 실시예에 대한 설명에서 기재한 바와 같이, 내부 전반사 원리가 도 7에 도시된 실시예에도 적용될 수 있을 것이다. 광학장치(606)를 빠져나오는 빛은 반사기(702)에 의해서 캡쳐될 것이다. 반사기(702)에 의해서 캡쳐되는 빛의 일부는 반사기(702)에 의해서 화살표(714)로 도시한 바와 같은 방향으로 재지향될 것이고 그 빛의 일부는 광학장치(606) 내로 다시 재지향될 것이다. 내부 전반사의 원리와 반사기의 이용을 조합한 효과는 반사기를 이용하는 용도와 관련하여 설명되는 모든 실시예에서 적용될 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 실시예와 유사하게, 단파장 방사선 방출 공급원(602)이 LED, LD, 또는 RCLED와 같은 하나의 또는 다수의 반도체 단파장 방사선 방출 다이오드가 될 수 있을 것이다. 도 4에서 어레이(52)로 도시한 광 공급원 어레이와 유사하게, 단파장 방사선 방출 다이오드들이 다이오드 어레이로서 장착될 수 있을 것이다. 또한, 인 층(604)이 도 4에 도시된 인 층(50)과 유사할 수 있을 것이다.
도 7A는 SPETM 기술을 이용하는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 7A에 도시된 예시적인 실시예는 다수 색채 방사선 방출 공급원들을 이용한다. 도시된 바와 같이, 장치(710)는 반사기(702) 내에 배치된 광학장치(704)를 포함한다. 광학장치(704)는 실질적으로 투명한 벽(707 및 708)을 구비할 수 있다. 하향 변환 물질 층(706) 및 확산기 층(705)이 광학장치(704)의 단부(714)일 수 있는 광학장치(704)의 일 부분 상에 부착 또는 장착될 수 있다. 반사기(702)를 이용하여 장치(710)의 출력 비임 분포를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 장치(710)의 균일한 색채 출력을 달성할 수 있을 것이다. 광학장치(704) 및 반사기(702)는 모두 기판(703) 상에 장착될 수 있다. 기판(703)은 광 공급원들에 대한 전기 연결부 및/또는 열 발산부를 제공할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 광학장치(704)가 반사기(702) 없이 사용될 수 있을 것이다.
도 7A에 도시된 실시예는 다수 색채 방사선 방출 공급원(701)을 구비할 수 있다. 다수 색채 방사선 방출 공급원(701)의 특성은 본 발명의 다른 실시예들과 관련하여 본원 명세서에서 설명된 것들과 동일할 수 있다. 다수 색채 방사선 방출 공급원(701)이 광학장치(704)의 단부(712)일 수 있는 광학장치(704)의 일 부분 상에 위치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 하향 변환 물질 층(706) 및 확산기 층(705)이 광학장치(704)의 다른 단부(714)에 위치될 수 있다. 하향 변환 물질 층(706)의 특성, 확산기 층(705)의 특성, 그리고 하향 변환 물질 층(706) 및 확산기 층(705)을 포함하는 다수 층들이 본 발명의 다른 실시예들과 관련하여 본원 명세서에서 설명된 것들과 동일할 수 있다. 본원 명세서의 다른 곳에서 설명한 바와 같이, 예를 들어, 하향 변환 물질 층(706)이 인 층일 수 있다. 광학장치(704)가 실질적으로 투명한 매체일 수 있고 또는 본 발명의 다른 실시예들과 관련하여 본원 명세서에서 설명된 것들과 동일한 매체일 수 있다. 예를 들어, 광학장치(704)가 유리, 또는 아크릴, 또는 폴리머, 또는 실리콘, 또는 실질적으로 광 투과성인 다른 물질로 제조될 수 있다.
확산기 층이 빛에 대해서 균일성을 제공함으로써 빛에 영향을 미치는 것과 동일한 방식으로 인 층(706)이 빛에 영향을 미칠 수 있다는 것을 소위 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 즉, 인 층(706)이 확산기로서 작용할 수 있을 것이다. 그에 따라, 부가적인 확산기 층(705)은 인 층(706) 만이 단독으로 사용되는 경우 보다 더 빛을 균일하게 만들 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 인 층(706) 및 확산기 층(705)의 위치들이 샌드위치될 수 있을 것이다. 즉, 인 층(706)이 광학장치(704)의 위쪽에 위치되고 그리고 확산기 층(705)이 인 층(706)의 상부에 위치될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 확산기 층(705) 없이 인 층(706)이 이용될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 인 층(706)이 없이 확산기 층(705)이 이용될 수 있을 것이다. 인 층이 단독으로 사용되는지, 확산기가 단독으로 사용되는지, 또는 인 층 및 확산기 모두가 함께 사용되는지의 여부와 관계 없이, 하나의 또는 양자의 이용 목적은 방사선 방출 공급원(701)에 의해서 방출될 수 있는 임의 색채에 대해서 균일함을 제공하기 위한 것이고 그리고 빛에 대해서 균일함을 제공하기 위한 것이다.
도 7B-7D는 본 명세서에서 설명되는 다른 모든 실시예들과 함께 도 7A에 도시된 실시예에서 이용되는 하향 변환 물질(706)의 다양한 분산(dispersing) 방식을 도시한다. 도 7B에 도시된 바와 같이, 인과 같은 하향 변환 물질은 하향 변환 물질 층(706) 내에 균일하게 분산될 것이다.
도 7C에 도시된 바와 같이, 하향 변환 물질 층(706)은 다수의 하향 변환 물질을 포함할 수 있다. 다수의 하향 변환 물질들 중 각각의 물질이 하향 변환 물질의 층의 중심으로부터의 거리에 따라서 서로 다른 하향 변환 물질 밀도를 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 하향 변환 물질 층(706)은 4개의 세그먼트, 즉 서로 상이한 밀도를 가지는 세그먼트를 구비할 수 있다. 하향 변환 물질의 제 1 밀도를 가지는 하향 변환 물질의 제 1 세그먼트(706A)가 하향 변환 물질 층(706)의 중심에 위치될 수 있다. 하향 변환 물질의 제 2 밀도를 가지는 하향 변환 물질의 제 2 세그먼트(706B)가 하향 변환 물질의 제 1 세그먼트(706A) 둘레에 위치될 수 있다. 하향 변환 물질의 제 3 밀도를 가지는 하향 변환 물질의 제 3 세그먼트(706C)가 하향 변환 물질의 제 2 세그먼트(706B) 둘레에 위치될 수 있다. 하향 변환 물질의 제 4 밀도를 가지는 하향 변환 물질의 제 4 세그먼트(706D)가 하향 변환 물질의 제 3 세그먼트(706C) 둘레에 위치될 수 있다. 하향 변환 물질의 전술한 세그먼트들 각각이 원형 형상을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 각 세그먼트들은 서로 다른 형상을 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 세그먼트들은 정사각형, 삼각형, 또는 다른 다각형 또는 다각형 이외의 임의 형상을 가질 수 있을 것이다. 또한, 이용되는 하향 변환 물질의 세그먼트들이 4개보다 많거나 적을 수 있을 것이다.
하향 변환 물질을 분산시키는 여러 방식이 도 7D에 도시되어 있다. 도 7D에 도시된 바와 같이, 하향 변환 물질의 스펙(specs) 또는 "깨와 같은 점(sesame dots)"(즉, 작은 피스들)이 제 2 광학장치의 주위에 분산될 수 있을 것이다. 예를 들어, 하향 변환 물질의 스펙이 제 2 광학장치(708)의 상부에 위치될 수 있고 또는 제 2 광학장치(704)의 단부(714)에서 상부 표면 내에 매립될 수 있을 것이다. 하향 변환 물질의 스펙들이 무작위로 분산될 수 있고 또는 소정 패턴으로 분산될 수 있을 것이다.
본원 명세서의 다른 곳에서 설명되는 인의 실시예와 함께 도 7B 내지 도 7D에 도시된 인의 실시예들을 이용하여 인 밀도를 조절함으로써 원하는 색채 및 빛깔을 얻을 수 있을 것이다. 그러한 조정은, 실시예가 백색광을 생성하기 위한 것인지 또는 특정 색채의 빛을 생성하기 위한 것인지의 여부에 관계 없이, 본원 명세서에서 설명된 임의 실시예들을 이용하여 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 일 실시예는 청색 및 황색 인의 혼합물을 이용할 수 있을 것이다. 다른 실시예는 양자점, 양자점 결정, 및 양자점 나노 결정과 같은 여러 종류의 인의 혼합물을 이용할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예는 단일 인과 함께 청색 LED를 이용할 수 있을 것이고, 또는 백색광의 여러 가지 톤을 얻기 위해서 다수의 인들과 함께 청색 LED를 이용할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예가 확산기와 함께 다수 색체 LEDs를 이용할 수 있을 것이다. 추가적인 실시예들에서 이들의 조합을 이용할 수도 있을 것이다.
본원 명세서의 다른 부분에서 설명하는 바와 같이, 임의 조합된 방사선 방출 공급원(701)들 각각이 청색광, 녹색광, 또는 적색광을 방출할 수 있을 것이다. 각 색채의 서로 다른 빛깔이 이용될 수 있을 것이다. 하나 이상의 방사선 방출 공급원(701)이 청색광을 방출한다면, 그리고 층(706)이 인이라면, 본원 명세서의 다른 부분에서 설명하는 바와 같이 청색광이 하향 변환되어 본원 명세서의 다른 부분에서 설명한 바와 같은 4개의 성분을 초래할 것이다. 만약, 하나 이상의 방사선 방출 공급원(701)이 청색광을 방출한다면, 그리고 층(706)이 인이 아니고 여러 가지 종류의 확산기 물질이라면, 층(706)에 충돌하는 청색광은 하향 변환되지 않을 것이다. 하나 이상의 방사선 방출 공급원(701)이 적색광 또는 녹색광을 방출한다면, 또는 청색 이외의 다른 임의 색채의 광을 방출한다면, 층(706)이 인 물질 또는 다른 확산기 물질인지의 여부에 관계 없이 그러한 광은 하향 변환되지 않을 것이다. 만약, 인이 이용될 때 청색광, 녹색광, 및 적색광 모두가 층(706)에 충돌한다면, 인의 밀도에 따라서 백색광이 초래될 것이다.
어떠한 색채가 방사선 방출 공급원(701)에 의해서 각각 방출되는지에 관계 없이, 그리고 인 또는 다른 확산기 물질이 이용되는지의 여부에 관계 없이, 방사선 방출 공급원(701)으로부터의 빛이 인 또는 다른 확산기 물질에 충돌할 때, 전방 전달 방사선 및 후방 전달 방사선이 초래된다. 인 층에 충돌하는 청색광의 경우에, 방사선의 결과적인 성분들은 도 14와 관련하여 설명한 바와 같을 것이다. 인 층에 충돌하는 다른 색채의 경우에, 전방 전달 광 및 후방 전달 광이 충돌하는 광과 동일한 색채가 될 것이다. 예를 들어, 적색광이 인 층(706)에 충돌한다면, 전방 전달 광 및 후방 전달 광 역시 적색광이 될 것이다. 녹색광에서도, 또는 청색 이외의 다른 색채에서도 동일한 결과가 얻어질 수 있을 것이다. 인 이외의 확산기 물질이 사용되는 경우에도 동일한 결과가 얻어질 것이다.
도 8A 내지 도 8E는 본 명세서에서 설명된 SPETM 기술의 실시예와 함께 이용될 수 있는 광학 부재의 여러 가지 단면 형상을 도시한다. 도 8A에 도시된 광학 부재(801)는 상부 표면(8012)을 가지는 원뿔형 형상을 가진다. 도 8B에 도시된 다른 광학 부재(802)는 상부 표면(8022)을 가지는 구형 형상을 가진다. 도 8C에 도시된 다른 광학 부재(803)는 상부 표면(8032)을 가지는 쌍곡선 형상을 가진다. 도 8D에 도시된 다른 광학 부재(804)는 오목한 상부 표면(8042) 및 원뿔형 벽들을 가진다. 도 8E에 도시된 다른 광학 부재(805)는 볼록한 상부 표면(8052) 및 원뿔형 벽들을 가진다. 다른 기하학적 형상에는 파라볼라형 또는 타원형 형상도 포함될 수 있을 것이다. 또한, 각 광학 부재의 보다 넓은 표면의 상부가 평평할 수 있고, 또는 다른 기하학적 형상을 가질 수 있다.
다른 실시예와 유사하게, 광학 부재(801 내지 805)가 실질적으로 투명한 물질로 제조될 수 있고, 그에 따라 광학 렌즈와 유사한 기능(도 6의 광학 장치(606)와 유사한 기능)을 할 수 있다.
도 8A 내지 도 8E에는 도시되지 않았지만, 반사기(도 7에 도시된 반사기(702)와 유사)가 광학 부재(801 내지 805) 주위로 배치될 될 수 있다. 또한, 각 광학 부재(801 내지 805)가 하향-변환 물질 층 및 확산기 층(도 7A에 도시된 인 층(706) 및 확산기 층(705)과 유사)을 포함할 수 있다. 이러한 인 층 및 확산기 층(도 8A 내지 도 8E에 도시되지 않음)이, 각각의 광 방출 공급원의 반대쪽에서, 각 광학 부재의 각각의 상부 표면(8012, 8022, 8032, 8042, 8052) 중 하나의 상부에 배치될 수 있을 것이다. 그 대신에, 이러한 인 층 및 확산기 층(도 8A 내지 도 8E에 도시되지 않음)이, 각 광학 부재의 각각의 상부 표면(8012, 8022, 8032, 8042, 8052) 중 하나에 인접하여 그리고 각각의 광 방출 공급원의 반대쪽에서, 각 광학 부재 내에 샌드위치될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 도 7A와 관련하여 설명한 바와 같이, 인 층(706) 및 확산기 층(도 8A 내지 도 8E에 도시되지 않음)의 부분들이 샌드위치된다. 즉, 인 층(706)이 광학 장치(801, 802, 803, 804, 805)들 중 하나의 상부에 위치될 수 있고 그리고 확산기 층(도 8A 내지 도 8E에 도시되지 않음)이 상기 인 층(706)의 상부에 위치될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 인 층(706)이 확산기 층 없이 이용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인 층(706)이 없이 확산기 층(도 8A 내지 도 8E에 도시되지 않음)이 이용될 수 있을 것이다.
도 8F 및 도 8G는 SPETM 기술을 이용하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면으로서, 각각의 방사선 공급원, 각각의 반사기, 그리고 도 8A 내지 도 8E에 도시된 단면 형상(801 내지 805)들 중 하나를 가지는 광학 장치를 포함한다. 도 8F에서, 반사기(802) 및 제 2 광학 장치(810) 모두가 공통 중심 축선(도시 하지 않음)을 가지는 회전형 물체로 도시되어 있다. 도 8G에서, 반사기(812) 및 광학 장치(814) 모두는 각각의 장축을 따라서 연신되어 있다. 반사기(806 및 812)의 단면은 파라볼라 단면, 또는 원뿔, 구, 쌍곡선, 타원형, 피라미드와 같은 다른 형상을 가질 수 있고, 또는 예를 들어 박스-형상을 가질 수도 있을 것이다.
도 9A 및 도 9B에는 전체적으로 도면부호 '900'으로 표시한 렌즈의 2차원적인 선형 어레이가 도시되어 있다. 도 9A에 도시된 바와 같이, NxM 높이의 고효율 광 공급원 장치들의 어레이가 광 도파관(912)의 상부에 정렬된다. 비록, 광 도파관(912)이 장방형 형상을 가지는 것으로 도 9A에 도시되어 있지만, 장방형 이외의 형상도 가질 수 있을 것이다. 예시적인 광 공급원 장치들 중 3개가 도면부호 '190', '920', 및 '930'으로 도시되어 있다. NxM 어레이 내의 나머지 광 공급원 장치들은 광 공급원 장치(910, 920, 또는 930)들 중 임의의 하나와 동일할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 광 도파관(912)이 원형 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있을 것이다. 또한, 대안적인 실시예에서, 렌즈의 어레이가 방사상 배치 구조를 가질 수 있고 또는 다른 패턴으로 배치될 수 있을 것이다.
도 9B에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 광 공급원 장치(910, 920, 930)가 도 6의 인 층(604)과 유사할 수 있는 인 층(도시 하지 않음) 및 광학 장치(606)와 같은 렌즈(904), 방사선 방출기(902)를 포함할 수 있다. 또한, 방사선 방출기(902)로부터 광 도파관(912)을 향해서 투과 및 반사되는 광을 재지향시킬 수 있는 반사기(906)가 포함될 수도 있을 것이다.
도시된 바와 같이, 광 도파관(912)이 광 공급원 장치(910, 920, 930)들에 접하는(abutting) 측부(914), 그리고 광 공급원 장치들로부터 보다 멀리 떨어진 반대쪽의 다른 측부(916)를 포함할 수 있다. 대향 측부(916)의 상부에 마이크로렌즈 층(918)이 배치될 수 있다. 마이크로렌즈 층이 부착된 인 층에 결합될 수 있다.
도 9C에 가장 잘 도시된 바와 같이, 하나 이상의 예시적인 광 공급원 장치(910, 920, 930)가 도 7A의 장치(710)와 유사할 수 있으며, 다수 색채 광 방출 장치, 광학 장치(704)와 같은 렌즈, 층(706)과 같은 하향 변환 물질 층, 그리고 층(705)과 같은 확산기 층을 포함한다. 예를 들어, 이러한 대안적인 실시예에서, 광 공급원 장치(910)가 다수 색채 방사선 방출 공급원(902), 광학 장치(704)와 같은 렌즈(904), 도 7A의 하향 변환 물질 층(706)과 유사할 수 있는 하향 변환 물질 층(도시 하지 않음), 그리고 도 7A의 확산기 층(705)과 유사할 수 있는 확산기 층(도시 하지 않음)을 포함할 수 있을 것이다. 또한, 도 7A의 반사기(702)와 유사할 수 있는 반사기(906)을 포함할 수도 있다. 다른 각각의 광 공급원 장치들 역시 다수 색채 방사선 방출 공급원, 도 7A에 도시된 것과 관련하여 설명된 광학 장치와 같은 렌즈, 하향 변환 물질, 그리고 광 공급원 장치(910) 내에 포함된 부재들과 유사한 확산기 층을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광학장치(904) 상에 하향 변환 물질이 부착될 수 있다.
도 9C에 도시된 바와 같이, 광 도파관(912)은 광 공급원 장치(910, 920, 및 930)들에 접하는 측부(914), 그리고 광 공급원 장치들로부터 보다 멀리 떨어진 반대쪽의 다른 측부(916)를 포함할 수 있다. 대향 측부(916)의 상부에 마이크로렌즈 층(940)이 배치될 수 있다.
도 10A 및 도 10B는 전체적으로 도면부호 '1040'으로 표시된 고효율 광 공급원의 다른 예시적인 실시예를 도시하며, 여기에서 각각의 광 공급원 장치들이 광 도파관(1042)의 엣지 주위에서 이격되어 위치된다. 도 10A에 도시된 바와 같이, 예시적인 광 공급원 장치(1046, 1048, 1050, 및 1052)와 같은 몇개의 광 장치들이 광 도파관(1042)의 엣지 주위에 배치될 수 있다.
예시적인 고효율 광 공급원(1040)의 단면이 도 10B에 도시되어 있다. 도 10B에 도시된 바와 같이, 예시적인 광 공급원 장치(1046)가 빛을 광 도파관(1042)으로 지향시키도록 구성된다. 광 도파관(1042)은 광 도파관(1042)의 제 1 측부(1062) 및 제 2 측부(1064)를 포함할 수 있다. 마이크로렌즈 층(1066)이 광 도파관(1042)의 제 1 측부(1062)에 인접하여 배치될 수 있고, 다른 마이크로렌즈 층(1068)이 광 도파관(1042)의 제 2 측부(1064)에 인접하여 배치될 수 있다. 비록, 광 도파관(1042)이 다각형 형상을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 원형 또는 다른 형상을 가질 수도 있을 것이다.
도 10A 및 도 10B에 도시된 실시예에서, 각각의 예시적인 광 공급원 장치(1046, 1048, 1050 및 1052)는 도 7의 장치(700)와 유사할 수 있으며, 단파장 방사선 방출기, 본 명세서에서 설명된 광학 장치와 같은 렌즈, 그리고 하향 변환 물질 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 광 공급원 장치(1046)가 광 도파관(1042)의 엣지(106) 상에 장착될 수 있다. 예시적인 광 공급원 장치(1046)가 단파장 방사선 방출기(1054), 광학 장치(606)와 같은 렌즈(1056), 그리고 하향 변환 물질(도시 하지 않음)을 포함할 수 있으며, 상기 하향 변환 물질은 도 6의 하향 변환 물질 층(604)과 유사할 수 있고 또는 도 7A의 하향 변환 물질 층(706)과 유사할 수 있다. 또한, 후방 전달 방사선 및 전방 전달 방사선을 렌즈(1056)로부터 광 도파관(1042)의 엣지(1060)를 향해서 그리고 그 광 도파관(1042) 내로 재지향시킬 수 있는 반사기(1058)가 포함될 수 있을 것이다. 반사기(1058)는 도 7의 반사기(702)와 유사할 수 있다. 추가적인 광 공급원 장치가 엣지(1070)를 따러서 그리고 엣지(1060)를 따라서 배치될 수 있을 것이다. 보다 많은 광 공급원 장치들이 도 10A 및 도 10B에 도시되지 않은 광 도파관(1042)의 다른 2개 엣지를 따라서 배치될 수 있다. 광 공급원 장치(1046) 이외의 다른 모든 광 공급원 장치가 또한 광 공급원 장치(1046) 내에 포함된 부재들과 유사한 단파장 방사선 방출기, 렌즈, 및 하향 변환 물질 층을 포함할 수 있을 것이다. 도 10A가 각 엣지(1060 및 1070)를 따라서 5개의 광 공급원 장치들을 도시하고 있지만, 그보다 많거나 그보다 적은 수의 광 공급원 장치들이 각각의 엣지(1060 및 1070)를 따라서 그리고 도 10A에 도시되지 않은 엣지들을 따라서 이용될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
다른 대안적인 실시예에서, 하나 이상의 예시적인 광 공급원 장치(1046, 1048, 1050 및 1052)가 도 7A에 도시된 장치(710)와 유사할 수 있고, 다수 색채 광 방출 공급원, 광학 장치와 같은 렌즈, 하향 변환 물질 층, 및 확산기 층을 포함할 수 있다. 이러한 대안적인 실시예에서, 예시적인 광 공급원 장치(1046)가 다수 색채 광 방출 공급원(1054), 광학장치(704)와 같은 렌즈(1056), 도 7A의 하향 변환 물질 층(706)과 유사할 수 있는 하향 변환 물질 층(도시 하지 않음), 그리고 도 7A에 도시된 확산기 층(705)과 유사할 수 있는 확산기 층(도시 하지 않음)을 포함할 수 있다. 도 10A에 도시된 각각의 예시적인 광 공급원 장치들은 또한 도 7A에 도시된 반사기(702)와 유사할 수 있는 예시적인 반사기(1058)와 같은 반사기를 가질 수 있을 것이다. 그러한 반사기는 다수 색채 광 방출 공급원으로부터의 광 및 각각의 하향-변환 물질 또는 확산기 층으로부터의 후방 전달 광을 광 도파관(1042)의 엣지(1060)를 향해서 그리고 광 도파관(1042) 내로 재-지향시킬 것이다. 다른 각각의 광 공급원 장치 역시, 각각의 광을 각각의 광 도파관(1042)의 엣지를 통해서 광 도파관(1042) 내로 투과할 수 있는 광 공급원 장치(1046) 내에 포함된 부재들과 유사한, 다수 색채 광 방출 공급원, 렌즈, 하향 변환 물질 층 및 확산기 층을 포함할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 광학 장치(1056)가 확산기 층을 구비하지 않을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광학 장치(1056)가 하향 변환 물질 층을 가지지 않을 수도 있을 것이다.
도 10B에 도시된 바와 같이, 광 도파관(1042)의 측부(1062 및 1064)의 상부에는 마이크로렌즈 층(1066 및 1068)이 부착될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 장치(1110)는 단파장 방사선 공급원(1100), 본 명세서에서 설명된 광학장치들 중 어느 것도 될 수 있는 렌즈(102), 그리고 인 층(1104)을 포함한다. 상기 인 층이 예를 들어 도 6, 7, 7A에 도시된 것과 유사한 방식으로 단파장 방사선 공급원(1100)으로부터 멀리 떨어지도록, 상기 인 층은 렌즈(1102)의 상부에 부착될 수 있다. 광 공급원/렌즈/인 구성은 고반사율의 반사기(1106)에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 반사기(1106)의 측정된 반사율이 90% 내지 97% 일 수 있다. 또한, 고효율 마이크로렌즈 확산기(1108)가 반사기(1106)의 상부에 걸쳐 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 마이크로렌즈 확산기는 95% 보다 큰 효율을 나타낼 수 있다. 본원 명세서에서 설명되는 다른 반사기들의 반사율은 반사기(1106)의 반사율과 동일할 수 있을 것이다. 본원 명세서에서 설명되는 다른 반사기들의 효율은 확산기(1108)의 효율과 동일할 수 있을 것이다.
도 11A는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 11A는 다수 색채 방사선 방출 공급원(1122), 광학 장치(1124), 및 하향 변환 물질 층(1126)을 포함할 수 있는 장치(1120)를 도시한다. 광학 장치(1124)는 다수 색채 방사선 방출 공급원(1122)에 인접하여 장착될 수 있다. 하향 변환 물질 층(1126)이 다수 색채 방사선 방출 장치(1122)로부터 멀리 떨어지도록, 하향 변환 물질 층(1126)이 광학 장치(1124)의 일 단부(1129) 상에 또는 그 일부 상에 장착되거나 부착될 수 있을 것이다. 비록 도 11A가 3개의 다수 색채 방사선 방출 공급원(1122)을 도시하고 있지만, 본원 명세서의 다른 실시예와 관련하여 설명한 바와 같은 이유로, 그 보다 많은 수의 또는 적은 수의 다수 색채 방사선 방출 공급원(1122)이 이용될 수 있을 것이다. 다수 색채 방사선 방출 공급원(1122)의 어레이, 광학 장치(1124), 및 하향 변환 물질 층(1126)을 포함하는 패키지가 높은 반사율의 반사기(1128)에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 이러한 대안적인 실시예의 예시적인 실시예에서, 반사기(1128)의 측정된 반사율이 90% 내지 97%일 수 있다. 고효율 마이크로렌즈 확산기(1130)가 반사기(1128)의 단부(1132)를 가로질러 위치될 수 있다. 만약 확산기가 단부(1132)를 가로질러 배치되지 않는다면, 그러한 단부(1132)는 개방될 것이다. 예시적인 실시예에서, 마이크로렌즈 확산기(1130)는 95% 보다 큰 효율을 나타낼 것이다. 도 11A에 도시된 실시예와 다른 대안적인 실시예에서, 확산기가 하향 변환 물질 층(1126) 대신에 이용될 수 있고, 그리고 확산기 층(1130)이 생략될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 색채 혼합을 개선하기 위해서 광학 장치(1124)의 측벽들이 백색으로 도색될 수 있을 것이다.
도 12는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 장치(1210)는 반사기(1206) 및 인 층(1202)과 마주하는 단파장 방사선 공급원(1200)을 포함한다. 실질적으로 투과성을 가지는 매체(1204)가 단파장 방사선 공급원(1200)과 인 층(1202) 사이에 충진될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 인 층(1202)이 파라볼라 형상을 가질 수 있고, 또는 전술한 기하학적 형상들 중 하나와 유사한 다른 곡선형 형상을 가질 수도 있다. 반사기(1206)는 인 층(1202) 및 방사선 공급원(1200)으로부터 이격될 수 있다. 실질적으로 투명한 매체(1208)를 이용하여 인 층(1202)과 반사기(1206) 사이의 공간을 충진할 수 있을 것이다. 도시된 바와 같이, 인 층(1202)은 광 공급원(1200)과 반사기(1206) 사이에 배치된다.
도 12A는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 도 12A의 장치(1220)는 인 층(1202) 및 반사기(1206)와 같은 하향 변환 물질과 마주하는 다수 색채 방사선 방출 공급원(1222)을 포함하는 방사선 공급원을 구비한다. 인 층(1202)은 광 방출 공급원(1222)과 멀리 떨어져 배치된다. 실질적으로 투명한 매체(1204)가 다수 색채 방사선 방출 공급원(1222)와 하향 변환 물질 층(1202) 사이에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 하향 변환 물질 층(1202)이 파라볼라 또는 다른 곡선형 형상을 가질 수 있다. 반사기(1206)가 하향 변환 물질 층(1202) 및 다수-색채 LED 어레이(1222)와 이격될 수 있다. 실질적으로 투명한 매체(1208)가 하향 변환 물질 층(1202)과 반사기(1206) 사이에 존재할 수 있다. 이러한 실시예에서, 하향 변환 물질 층(1202)이 광 방출 공급원(1222)과 반사기(1206) 사이에 배치된다. 대안적인 실시예에서, 확산기 층이 반사기(1206)의 단부(1224)에 걸쳐 배치된다. 만약 확산기 층이 단부(1224)를 가로질러 배치되지 않는다면, 그러한 단부(1224)가 개방될 것이다. 다른 대안적인 실시예에서, 확산기 층이 하향 변환 물질 층(1202) 대신에 이용될 수 있다. 만약, 확산기 층이 하향 변환 물질 층 대신에 이용된다면, 확산기 층이 단부(1224)를 가로질러 배치될 것이다.
백색광 발광 다이오드(LEDs)에서 사용되는 인은 방출된 빛의 절반 이상의 후방 산란(backscatter)시킨다는 것이 공지되어 있는 반면, 백색광 공급원의 전체적인 효율을 높이기 위해서 이러한 빛을 광자(photons)로서 회수할 수 있다는 것에 대해서는 이제까지 제시된 바가 없다 할 것이다. 본원 발명자들은, 백색광 공급원의 효율을 상당히 높일 수 있는 본 발명의 다양한 실시예들에 의해서 제공되는 산란된 광자 추출(SPETM) 방법을 실험적으로 입증하였다. 저전류(low currents)에서, SPETM 패키지는 흑체 로커스(blackbody locus)에 매우 근접하는 색도(chromaticity)를 가지는 80 Im/W 백색광을 나타냈다.
백색광을 생성하기 위해서 이용될 수 있는 여러 방법들 중에서, 인-변환된 방출 방법이 가장 일반적이다. 제 1 인-변환된 백색 LED는 갈륨 나이트라이드(GaN)계 청색 LED와 조합하여 세륨 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛(garnet)(YAG:Ce) 인을 이용한다. 통상적인 백색 LED 패키지에서, 인은 LED 다이를 둘러싸는 에폭시 수지 내부에 매립된다. GaN LED에 의해서 방출되는 단파장 방사선의 일부가 인에 의해서 하향-변환되고, 조합된 빛이 인간의 눈에 의해서 백색으로 인식된다. 이러한 생성물들이 백색 LED 개념을 입증하고 그리고 특정 조명 분야에서 이용되고 있지만, 그들의 전체적인 효율 및 광 출력이 낮기 때문에 일반적인 조명 용도에는 적합하지 않다.
백색 LEDs를 이용하여 보다 높은 조명 효율을 달성하기 위해서는, 몇 단계의 개선이 필요할 것이다. 즉: 내부 양자 효율, 추출 효율, 및 인-변환 효율의 개선이 필요할 것이다. 일부 연구원들이 내부 양자 효율을 개선하기 위해서 물질에 대한 연구를 하였고 또 반도체의 성장 특성에 대해서도 연구를 하였다. 또 다른 연구원들은 광 추출 효율을 개선하기 위해서 형성된 칩(shaped chips), 광자(photonic) 결정, 미크론-단위의 LEDs, 및 기타 신규 방법에 대해서 조사하였다. 또 다른 연구원들은 큰 하향-변환 효율 및 보다 양호한 광학적 특성을 가지는 새로운 인들에 대해서 조사하였다.
비록, 종래 문헌으로부터 빛의 상당 부분이 인에 의해서 후방 산란되고 그리고 흡수로 인해서 LED 내부에서 손실된다는 것을 알 수는 있지만, 본원 발명자들이 알고 있는 한, 현재까지 본 발명의 실시예에 의해서 제공되는 SPETM 방법을 이용하여 이들 후방 산란된 광자를 추출하여 성능을 개선하기 위한 시도는 없었으며, 그러한 실시예는 산란된 광자를 회수함으로써 인-변환된 백색 LED의 조명 효율 및 전체적인 광 출력을 상당히 개선한다.
주요 단파장 광과 인 사이의 상호작용을 보다 잘 이해할 수 있게 하기 위해서 그리고 전방 및 후방 산란되는 빛의 양을 정량화하기 위해서, 본원 발명자들은 직경이 5cm인 몇개의 원형 유리 플레이트를 2 mg/cm2 내지 8 mg/cm2 로 밀도가 서로 다른 YAG:Ce로 코팅하였다. 이들 인 플레이트들을 인 코팅이 우측 구와 마주하는 상태로 2개의 나란한 인티그레이팅 구(integrating spheres) 사이에 배치하였다. 인 물질은 유리 플레이트로부터 2.5 cm 이격되어 우측 구 내부에 위치된 5 mm 청색 LED로부터의 방사선에 의해서 여기되었다. 분광계를 이용하여 측정 포트를 통한 각 구로부터의 광 출력을 측정하였다. 좌측 구 및 우측 구로부터 측정된 광 출력은 각각 인 층을 통해서 투과된 광의 양 및 인 층으로부터 반사된 광의 양을 나타낸다. 분광계 데이터를 분석하여, YAG:Ce 인으로부터의 변환된 에너지와 LED에 의해서 방출된 방사선 에너지에 대응하는 청색 및 황색 영역에서의 플럭스의 양을 결정하였다. 실험 결과로부터, 투과된 그리고 반사된 방사선에 대한 스펙트럼 파워 분포가 서로 상이하다는 것, 특히 청색-대-황식 비율의 양이 상이하다는 것을 확인하였다. 투과된 그리고 반사된 방사선의 양은 인의 밀도에 따라서 달라지며, 밀도가 낮으면 투과된 방사선의 백분율이 높아진다. 통상적으로, 투과된 청색 및 황색 광이 정확한 비율을 가짐으로써 통상적으로 흑체 로커스와 일치하는 또는 근접하는 적절한 색도의 백색광을 생성할 수 있도록, 인 밀도가 제어될 것이다. 수집된 데이터로부터, 밸런싱된 백색광을 생성할 때 빛의 약 40%가 투과되고 그리고 나머지 60%가 반사된다는 것을 확인하였다. Yamada 등이 유사한 결과를 발견하여, K. Yamada, Y. Imai, K. Ishii, 3. Light & Vis. Env. 27(2), 70 (2003)에서 발표하였다. 통상적인 백색 LED에서, 이러한 반사된 빛의 상당 부분이다이 주변의 성분들에 의해서 흡수되고, 이는 조명 효과를 낮추는 하나의 원인이 된다.
반사된 빛의 대부분을 회수할 수 있는 방법이 도 13에 도시되어 있으며, 여기에서는 SPETM 을 이용하여 실행된 LED 패키지가 개략적으로 도시되어 있다. 인이 다이 주위로 펼쳐져 있는 통상적인 종래의 백색 LED 패키지와 달리, 본 발명의 SPETM 패키지에서는, 인 층이 다이로부터 멀리 이동되고, 다이와 인 사이에 투명한 매체를 남긴다. 이러한 패키지의 효율적인 기하학적 형상은 광선 투사 분석(ray tracing analysis)을 통해서 결정될 수 있을 것이다. 패키지의 기하학적 형상은 중요한 역할을 하며, 도 13에 도시된 기하학적 형상은 GaN 다이를 빠져나온 빛을 인 층으로 효율적으로 전달할 수 있고 그리고 인 층으로부터 후방 산란된 빛의 대부분이 광학장치를 빠져나올 수 있게 한다. 통상적인 종래의 패키지와 비교할 때, SPETM 패키지를 이용하여 보다 많은 광자들을 회수할 수 있다. 다시, 인 밀도가 최종적인 백색광의 색도를 결정한다.
종래의 백색 LED 패키지와 유사한 색도 코디네이트(chromaticity coordinates)를 가지는 백색광을 생성하기 위해서는 SPETM 패키지가 다양한 인 밀도를 필요로 한다는 것은 중요한 문제가 아닐 것이다. 이러한 차이는 상이한 스펙트럼을 가지는 투과된 빛 그리고 후방-반사된 빛을 혼합하는 SPETM 패키지의 결과이며, 이에 대해 종래의 패키지는 주로 투과된 빛을 이용한다.
도 13에 도시된 SPETM 패키지가 높은 빛 출력과 조명 효과를 제공한다는 것을 입증하기 위해서, 동일한 제조업자로부터 입수한 12개의 종래의 고-플럭스 LEDs, 즉 6개의 3W 청색 및 6개의 백색 LEDs를 이용하여 실험을 하였다. SPETM 패키지의 프로파일 요건을 충족하는 상용 광학장치를 발견하였고, 그 중 몇개를 획득하여 LEDs를 이용하여 실험하였다. 비록, 이러한 광학적 부재가 도 13에 도시된 바와 같이 후방 산란된 빛의 대부분을 추출하기 위한 희망하는 기하학적 형상을 가지지는 않지만, 이론을 증명하는데는 충분하다 할 것이다. 실험에서의 제 2 광학장치의 상부의 평평한 부분을 소정 양의 YAG:Ce 인으로 코팅하였다. 요구되는 인 밀도는, 인 밀도의 양을 시스템적으로 변화시켜 가면서, 결과적인 색도 분석을 통해서, 그리고 실험에서 사용된 상용 백색 LED의 색도와 근접한 색도를 생성하는 밀도를 선택함으로써, 별도의 실험을 거쳐 결정하였다. 2 패키징 개념의 성능을 비교하기 위해서, 백색 LEDs를 코팅되지 않은 제 2 광학장치와 함께 장착하였다. 상용 백색 LEDs의 스펙트럼 및 광 출력을 인티그레이팅 구에서 측정하였고, LEDs에 전력을 공급하기 위한 전류 및 전압 역시 측정하였다. 동일한 측정을 SPETM 패키지에 대해서도 반복 실시하였고, 이때 도 13에 도시된 바와 같이 인-코팅된 제 2 광학장치와 함께 장착된 청색 LEDs가 포함되었다.
SPETM LED 패키지에 대한 평균 조명 플럭스 및 그에 상응하는 평균 효율이 각각 90.7 Im 및 36.3 Im/W 였다. 통상적인 백색 LED 패키지에 대한 평균 조명 플럭스 및 그에 상응하는 평균 효율이 각각 56.5 Im 및 22.6 Im/W 였다. 그에 따라, 평균적으로 SPE™ LED 패키지가 61% 높은 빛 출력 및 61% 높은 조명 효율을 가진다 할 것이다. 유사한 LEDs 사이의 조명 플럭스 및 대응하는 효율의 편차는 작았으며, 그 표준 편차는 4% 미만이었다. 통상적인 종래의 백색 LED 패키지와 비교할 때, SPE™ 패키지가 보다 높은 조명 출력 및 보다 높은 효율을 항상 유지하였다.
광 출력 및 효율에 대한 전류 임팩트(impact of current) 역시 2개의 LED 패키지 즉, 통상적인 하나의 백색 LED 및 하나의 SPETM 패키지에 대해서 측정하였다. 이들 2개의 LEDs는 동일한 광 출력 측정 과정을 거쳤으나, 그들의 입력 전류는 700 mA로부터 50 mA로 몇 단계에 걸쳐 감소되었고, 상응하는 광도 측정 데이터 및 전기적 데이터가 수집되었다. 매우 낮은 전류에서, SPE™ 패키지가 80 Im/W를 초과한데 대해서, 종래의 패키지는 54 Im/W 이었다.
SPETM 패키지에서, 후방 산란된 광자들은 LED 내의 성분들에 의해서 흡수되기 전에 추출된다. 인 층이 다이로부터 멀리 떨어져 배치되는 것이 필수적이고, 후방 산란된 광자들은 패키지 내에서 다수의 반사를 거치기 전에 추출될 것이다. 인을 다이로부터 멀리 이동시키는 것은 다음과 같은 추가적인 이점 즉: 백색 LED의 수명이 역시 개선된다는 이점을 제공하며, 이는 공지된 논문(Narendran, N-, Y. Gu, J. P. Freyssinier, H. Yu, and L. Deng. 2004. Solid-state lighting: Failure analysts of white LEDs. 3ournal of Crystal Growth 268 (3-4): 449-456)에서 설명된 바와 같다.
후방 전달된 방사선의 일부를 회수하기 위한 본 발명의 대안적인 방법은, 도 5A 및 도 5B에 도시된 바와 같이, 반사 물질로 제 2 광학장치의 측부들을 코팅하는 것이다. 종래의 백색 LED 패키지에 비해서 효율이 개선될 것이지만, 이득은 크지 않은데, 이는 후방 전달된 방사선이 인 층과 반사기 사이에서 전후로 반사되고, 그리고 이러한 방사선의 상당 부분이 흡수되고 열로서 손실될 것이기 때문이다. 이러한 방법의 단점은, 주변 에폭시 물질을 통한 단파장 방사선의 경로 길이를 증대시킴으로써, 에폭시가 보다 빨리 열화(劣化)되고 그에 따라 백색 LED의 유효 수명이 짧아진다는 것이다.
도 13에 도시된 SPETM 패키지의 기하학적 형상이 이러한 특정 형상으로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 대안적인 형상을 이용하여 후방 전달된 방사선을 보다 효율적으로 회수할 수 있는 한편, 색채 및 수명과 같은 다른 디자인상의 관심 사항을 해결할 수도 있을 것이다. 하나의 예로서, 도 13의 구성에서, 본원 발명자들은 상부 표면 직경의 바람직한 크기가 약 20 mm이고 그리고 바람직한 높이가 약 11 mm라는 것을 발견하였다.
요약하면, 본 발명은 하향 변환 물질 층으로부터 또는 확산기 층으로부터 후방 전달 방사선을 회수한다. 또한, LED 시스템의 전체적인 광 출력 및 상응하는 조명 효율이 종래의 패키지에 비해서 상당히 증대될 수 있을 것이다. 동시에, 광학 장치가 다수의 스펙트럼을 혼합하여, 균일한 조도 및 색채를 가지지는 백색광 및 다른 색조를 생성할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예들의 용도에는 일반적인 조명 및 백라이팅이 포함될 것이다.
예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 그러한 것으로 제한되지 않는다. 특허청구범위는 본 발명의 사상 및 범주 내에서도 소위 당업자에 의해서 이루어질 수 있는 다른 변형 실시예들을 포함할 것이다.

Claims (27)

  1. 광 방출 장치로서:
    다수-색채 방사선을 방출하기 위한 방사선 공급원;
    상기 방사선 공급원에 의해서 방출된 다수-색채 방사선의 적어도 일부를 수용하고 상기 다수-색채 방사선을 전방 전달 방사선 및 후방 전달 방사선으로 변환시키기 위한 확산기 물질; 그리고
    상기 후방 전달 방사선을 수용하고 그리고 광학 장치로부터 후방 전달 방사선의 적어도 일부를 추출하기 위해서 상기 확산기 물질에 커플링된 광학 장치를 포함하는
    광 방출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 공급원이 다수의 광 방출 공급원을 포함하고,
    상기 각각의 광 방출 공급원이 다른 광 방출 공급원들 중 적어도 하나의 스펙트럼과 상이한 스펙트럼을 나타내는
    광 방출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 광 공급원이 발광 다이오드(LEDs), 레이저 다이오드(LDs), 및 공진 공동 발광 다이오드(RCLEDs) 중 하나 이상을 포함하는
    광 방출 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    제 1의 다수의 광 방출 공급원이 상기 확산기 물질의 제 1 측부에 인접하여 배치되고 제 2의 다수의 광 방출 공급원이 상기 확산기 물질의 제 2 측부에 인접하여 배치되는
    광 방출 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 광 방출 공급원이 상기 확산기 물질로부터 소정 거리에 배치되는
    광 방출 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 광 방출 공급원이 상기 광학 장치의 제 1 부분에 인접하여 배치되는
    광 방출 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 확산기 물질이 상기 광학 장치의 제 2 부분에 인접하여 배치되는
    광 방출 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 확산기 물질이 상기 광학 장치의 제 2 단부의 일부분 중 하나에 걸쳐서 또는 상기 광학 장치의 제 2 단부의 실질적으로 전체에 걸쳐서 배치되는
    광 방출 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    광 도파관을 더 포함하고,
    상기 다수의 광 방출 공급원이 광을 상기 광 도파관 내로 지향시키기 위해서 상기 광 도파관의 원주의 적어도 일부의 주위에 배치되는
    광 방출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 도파관의 측부에 배치된 마이크로렌즈 층을 더 포함하는
    광 방출 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수-색채 방사선을 수용하기 위한 상기 확산기 물질이 확산기, 하향 변환 물질, 및 마이크로렌즈 중 하나 이상인
    광 방출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하향 변환 물질이 스펙트럼 영역 내의 제 1 파장의 방사선을 흡수하고 그리고 상기 제 1 파장 보다 긴 상기 스펙트럼 영역 내의 제 2 파장의 방사선을 방출하기 위한 하나 이상의 물질을 포함하는
    광 방출 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하향 변환 물질이 실질적으로 균일하게 분산된 물질을 가지는 층, 개별적인 밀도를 각각 나타내는 다수의 물질들을 가지는 층, 또는 상기 광학 장치 내에 분산된 물질 중 하나를 포함하는
    광 방출 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 확산기 물질이 상기 확산기에 인접한 하나 이상의 하향 변환 물질의 층을 포함하는
    광 방출 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 확산기 물질이 상기 확산기로부터 멀리 떨어져 위치되는 하나 이상의 하향 변환 물질의 층을 포함하는
    광 방출 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수-색채 방사선을 수용하기 위한 확산기 물질이 스펙트럼 영역 내의 제 1 파장의 방사선을 흡수하고 그리고 상기 제 1 파장 보다 긴 상기 스펙트럼 영역 내의 적어도 제 2 파장의 방사선을 방출하기 위한 다수의 하향 변환 물질을 포함하는
    광 방출 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수-색채 방사선을 수용하기 위한 확산기 물질이 ⅰ) 다수의 확산기 층 및 ⅱ) 다수의 하향 변환 물질 층 중 하나 이상을 포함하는
    광 방출 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 장치를 벗어나는 상기 후방 전달 방사선의 적어도 일부를 수집하기 위한 수집 장치를 더 포함하는
    광 방출 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 수집 장치가 상기 광학 장치의 적어도 일부 주위에 배치된 반사기를 포함하는
    광 방출 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 반사기의 형상이 원뿔, 구, 쌍곡선, 파라볼라, 타원, 피라미드, 및 박스 형상 중 하나인
    광 방출 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 광학 장치가 상기 수집 장치 상에서 또는 상기 수집 장치로부터 이격된 거리에서 배치되는
    광 방출 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 수집 장치가 상기 광학 장치의 적어도 2 측부에 인접하여 배치되는
    광 방출 장치.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 광 공급원이 상기 수집 장치와 상기 확산기 물질 사이에 배치되는
    광 방출 장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산기 물질이 상기 광학 장치 내에 분산되는
    광 방출 장치.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 공급원에 커플링된 열 발산 장치를 더 포함하는
    광 방출 장치.
  26. 광 방출 장치로서:
    다수-색채 방사선을 방출하기 위한 방사선 공급원;
    상기 방사선 공급원으로부터 방출된 방사선을 수용하도록 구성된 광학 장치; 그리고
    상기 광학 장치에 의해서 수용된 다수-색채 방사선의 적어도 일부를 수용하고 그리고 상기 다수-색채 방사선의 일부를 전방 전달 광 및 후방 전달 광으로 변환시키는 상기 광학 장치의 일부분 상에 배치된 확산기 물질을 포함하고,
    상기 광학 장치가 상기 후방 전달 광의 일부분을 추출하도록 구성되는
    광 방출 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 방사선 공급원이 다수의 광 방출 공급원을 포함하고,
    상기 각각의 광 방출 공급원이 다른 광 방출 공급원들 중 적어도 하나의 스펙트럼과 상이한 스펙트럼을 나타내는
    광 방출 장치.
KR1020097015197A 2006-12-20 2007-05-29 다수 컬러형 광-방출 공급원 및 확산기 부재를 이용한 조명 시스템 KR101460484B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/642,089 2006-12-20
US11/642,089 US7837348B2 (en) 2004-05-05 2006-12-20 Lighting system using multiple colored light emitting sources and diffuser element
PCT/US2007/012693 WO2008079161A1 (en) 2006-12-20 2007-05-29 Lighting system using multiple colored light-emitting sources and deffuser element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090094040A true KR20090094040A (ko) 2009-09-02
KR101460484B1 KR101460484B1 (ko) 2014-11-12

Family

ID=38819806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097015197A KR101460484B1 (ko) 2006-12-20 2007-05-29 다수 컬러형 광-방출 공급원 및 확산기 부재를 이용한 조명 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (5) US7837348B2 (ko)
EP (2) EP3531007A1 (ko)
JP (2) JP2010514209A (ko)
KR (1) KR101460484B1 (ko)
CN (1) CN101563793B (ko)
CA (1) CA2672214C (ko)
WO (1) WO2008079161A1 (ko)

Families Citing this family (151)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7999455B2 (en) 2006-11-13 2011-08-16 Research Triangle Institute Luminescent device including nanofibers and light stimulable particles disposed on a surface of or at least partially within the nanofibers
US7837348B2 (en) 2004-05-05 2010-11-23 Rensselaer Polytechnic Institute Lighting system using multiple colored light emitting sources and diffuser element
WO2007073496A2 (en) 2005-12-22 2007-06-28 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Lighting device
US8441179B2 (en) 2006-01-20 2013-05-14 Cree, Inc. Lighting devices having remote lumiphors that are excited by lumiphor-converted semiconductor excitation sources
JP2009524247A (ja) * 2006-01-20 2009-06-25 クリー エル イー ディー ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド ルミファー膜を空間的に分離することにより固体光発光素子におけるスペクトル内容をシフトすること
CN101431934B (zh) * 2006-04-26 2011-01-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有改进的转换元件的光传输装置
US7846391B2 (en) 2006-05-22 2010-12-07 Lumencor, Inc. Bioanalytical instrumentation using a light source subsystem
JP5036819B2 (ja) 2006-09-18 2012-09-26 クリー インコーポレイテッド 照明装置、照明アセンブリー、取付体、および、これらを用いる方法
TW200837308A (en) 2006-09-21 2008-09-16 Led Lighting Fixtures Inc Lighting assemblies, methods of installing same, and methods of replacing lights
US8439531B2 (en) 2006-11-14 2013-05-14 Cree, Inc. Lighting assemblies and components for lighting assemblies
CN101611258A (zh) 2006-11-14 2009-12-23 科锐Led照明科技公司 光引擎组件
US7889421B2 (en) * 2006-11-17 2011-02-15 Rensselaer Polytechnic Institute High-power white LEDs and manufacturing method thereof
US20080198572A1 (en) 2007-02-21 2008-08-21 Medendorp Nicholas W LED lighting systems including luminescent layers on remote reflectors
JP5446861B2 (ja) * 2007-04-17 2014-03-19 株式会社ニコン 照明装置、プロジェクタ、およびカメラ
US7967480B2 (en) 2007-05-03 2011-06-28 Cree, Inc. Lighting fixture
TW200902906A (en) 2007-05-07 2009-01-16 Cree Led Lighting Solutions Light fixtures and lighting devices
US7999283B2 (en) * 2007-06-14 2011-08-16 Cree, Inc. Encapsulant with scatterer to tailor spatial emission pattern and color uniformity in light emitting diodes
US7942556B2 (en) * 2007-06-18 2011-05-17 Xicato, Inc. Solid state illumination device
US8098375B2 (en) 2007-08-06 2012-01-17 Lumencor, Inc. Light emitting diode illumination system
US7810956B2 (en) * 2007-08-23 2010-10-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light source including reflective wavelength-converting layer
US11114594B2 (en) * 2007-08-24 2021-09-07 Creeled, Inc. Light emitting device packages using light scattering particles of different size
US9151884B2 (en) * 2008-02-01 2015-10-06 3M Innovative Properties Company Fluorescent volume light source with active chromphore
JP4609501B2 (ja) * 2008-02-25 2011-01-12 ソニー株式会社 光源装置ならびに表示装置
US8916890B2 (en) * 2008-03-19 2014-12-23 Cree, Inc. Light emitting diodes with light filters
JP4952632B2 (ja) * 2008-03-28 2012-06-13 豊田合成株式会社 発光装置及びそれに用いられるレンズ
JP5632826B2 (ja) * 2008-04-03 2014-11-26 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 改良型白色発光装置
US9287469B2 (en) * 2008-05-02 2016-03-15 Cree, Inc. Encapsulation for phosphor-converted white light emitting diode
WO2009137053A1 (en) 2008-05-06 2009-11-12 Qd Vision, Inc. Optical components, systems including an optical component, and devices
WO2009151515A1 (en) * 2008-05-06 2009-12-17 Qd Vision, Inc. Solid state lighting devices including quantum confined semiconductor nanoparticles
US9207385B2 (en) 2008-05-06 2015-12-08 Qd Vision, Inc. Lighting systems and devices including same
CN102113119A (zh) * 2008-05-29 2011-06-29 克利公司 具有近场混合的光源
US9074751B2 (en) * 2008-06-20 2015-07-07 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Lighting apparatus
AT10865U1 (de) * 2008-06-27 2009-11-15 Zumtobel Lighting Gmbh Strahler und stromschienensystem mit einem solchen strahler
JP5571889B2 (ja) * 2008-08-29 2014-08-13 株式会社東芝 発光装置及び照明装置
US20100110657A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-06 Visteon Global Technologies, Inc. Instrument Panel And Gauge With Ultraviolet Indicia
US8853712B2 (en) 2008-11-18 2014-10-07 Cree, Inc. High efficacy semiconductor light emitting devices employing remote phosphor configurations
US9052416B2 (en) 2008-11-18 2015-06-09 Cree, Inc. Ultra-high efficacy semiconductor light emitting devices
US7923741B1 (en) 2009-01-05 2011-04-12 Lednovation, Inc. Semiconductor lighting device with reflective remote wavelength conversion
US8242462B2 (en) 2009-01-23 2012-08-14 Lumencor, Inc. Lighting design of high quality biomedical devices
US7828453B2 (en) * 2009-03-10 2010-11-09 Nepes Led Corporation Light emitting device and lamp-cover structure containing luminescent material
EP3489326A1 (en) 2009-04-09 2019-05-29 Signify Holding B.V. Lamp for laser applications
EP2419673A1 (en) * 2009-04-15 2012-02-22 Research Triangle Institute Stimulated lighting devices
KR101753740B1 (ko) 2009-04-28 2017-07-04 삼성전자주식회사 광학 재료, 광학 부품 및 방법
US8337030B2 (en) 2009-05-13 2012-12-25 Cree, Inc. Solid state lighting devices having remote luminescent material-containing element, and lighting methods
JP5555318B2 (ja) 2009-06-04 2014-07-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 効率の高い発光デバイス及び斯様なデバイスを製造する方法
US8217567B2 (en) * 2009-06-11 2012-07-10 Cree, Inc. Hot light emitting diode (LED) lighting systems
US8547009B2 (en) * 2009-07-10 2013-10-01 Cree, Inc. Lighting structures including diffuser particles comprising phosphor host materials
WO2011020098A1 (en) 2009-08-14 2011-02-17 Qd Vision, Inc. Lighting devices, an optical component for a lighting device, and methods
US9713211B2 (en) 2009-09-24 2017-07-18 Cree, Inc. Solid state lighting apparatus with controllable bypass circuits and methods of operation thereof
US8901845B2 (en) 2009-09-24 2014-12-02 Cree, Inc. Temperature responsive control for lighting apparatus including light emitting devices providing different chromaticities and related methods
US10264637B2 (en) 2009-09-24 2019-04-16 Cree, Inc. Solid state lighting apparatus with compensation bypass circuits and methods of operation thereof
US9068719B2 (en) * 2009-09-25 2015-06-30 Cree, Inc. Light engines for lighting devices
US9285103B2 (en) * 2009-09-25 2016-03-15 Cree, Inc. Light engines for lighting devices
US8602579B2 (en) 2009-09-25 2013-12-10 Cree, Inc. Lighting devices including thermally conductive housings and related structures
EP2480816A1 (en) 2009-09-25 2012-08-01 Cree, Inc. Lighting device with low glare and high light level uniformity
US8777449B2 (en) * 2009-09-25 2014-07-15 Cree, Inc. Lighting devices comprising solid state light emitters
CN102597848B (zh) 2009-10-17 2016-06-01 Qd视光有限公司 光学元件、包括其的产品、以及用于制造其的方法
JP2011091158A (ja) * 2009-10-21 2011-05-06 Olympus Corp 光源装置、電子画像取得装置、電子画像観察装置、内視鏡装置、カプセル内視鏡装置
ITMC20090223A1 (it) * 2009-10-29 2011-04-30 Maurizio Mezzanotti Lampada di illuminazione a led.
KR20120099742A (ko) * 2009-12-03 2012-09-11 리써치 트라이앵글 인스티튜트 반사형 나노섬유 조명 장치
US8466611B2 (en) 2009-12-14 2013-06-18 Cree, Inc. Lighting device with shaped remote phosphor
US8882284B2 (en) * 2010-03-03 2014-11-11 Cree, Inc. LED lamp or bulb with remote phosphor and diffuser configuration with enhanced scattering properties
US8646949B2 (en) * 2010-03-03 2014-02-11 LumenFlow Corp. Constrained folded path resonant white light scintillator
EP2545321B1 (en) * 2010-03-11 2019-09-11 Rensselaer Polytechnic Institute Scattered-photon extraction-based light fixtures
CN102237469A (zh) * 2010-04-29 2011-11-09 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管的封装结构
US8476836B2 (en) 2010-05-07 2013-07-02 Cree, Inc. AC driven solid state lighting apparatus with LED string including switched segments
US8294168B2 (en) * 2010-06-04 2012-10-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Light source module using quantum dots, backlight unit employing the light source module, display apparatus, and illumination apparatus
KR101718066B1 (ko) * 2010-06-04 2017-03-20 삼성전자 주식회사 양자점을 이용한 광원모듈, 이를 채용한 백라이트장치, 디스플레이장치, 및 조명장치
DE102010038659A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Osram Ag Lichteinheit
KR101742615B1 (ko) * 2010-09-20 2017-06-01 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지 및 발광 모듈
US9074750B2 (en) * 2010-09-28 2015-07-07 Singapore Health Services Pte. Ltd. Light source
US9648673B2 (en) 2010-11-05 2017-05-09 Cree, Inc. Lighting device with spatially segregated primary and secondary emitters
US8389957B2 (en) 2011-01-14 2013-03-05 Lumencor, Inc. System and method for metered dosage illumination in a bioanalysis or other system
US8466436B2 (en) 2011-01-14 2013-06-18 Lumencor, Inc. System and method for metered dosage illumination in a bioanalysis or other system
KR101241511B1 (ko) * 2011-03-22 2013-03-11 엘지이노텍 주식회사 광 변환 부재 및 이를 포함하는 표시장치
US9839083B2 (en) 2011-06-03 2017-12-05 Cree, Inc. Solid state lighting apparatus and circuits including LED segments configured for targeted spectral power distribution and methods of operating the same
JP6012936B2 (ja) * 2011-06-13 2016-10-25 オリンパス株式会社 照明装置
US10203088B2 (en) * 2011-06-27 2019-02-12 Cree, Inc. Direct and back view LED lighting system
KR101955880B1 (ko) * 2011-07-08 2019-03-08 필립스 라이팅 홀딩 비.브이. 형광체를 구비한 글로잉 조명기구 하우징
WO2013006970A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 Raytheon Company Compact light homogenizer
US8742671B2 (en) 2011-07-28 2014-06-03 Cree, Inc. Solid state lighting apparatus and methods using integrated driver circuitry
EP2764397A1 (en) * 2011-10-07 2014-08-13 Cymtec Ltd, Radiation generating apparatus and a method of generating radiation
EP2748521B1 (en) * 2011-10-20 2015-07-29 Koninklijke Philips N.V. Lighting unit comprising a lamp shade
IN2014CN03099A (ko) * 2011-10-26 2015-07-03 Koninkl Philips Nv
WO2013088296A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical arrangement with diffractive optics
CN103219450A (zh) * 2012-01-19 2013-07-24 南亚光电股份有限公司 固态照明系统
US8967811B2 (en) 2012-01-20 2015-03-03 Lumencor, Inc. Solid state continuous white light source
KR101427121B1 (ko) * 2012-02-10 2014-08-07 주식회사 지앤씨 발광 다이오드 조명 기기
US20150233536A1 (en) * 2012-04-17 2015-08-20 Soraa, Inc. Phosphor-coated element in a lamp cavity
US9217561B2 (en) 2012-06-15 2015-12-22 Lumencor, Inc. Solid state light source for photocuring
US8870428B2 (en) * 2012-06-20 2014-10-28 Energy Focus, Inc. Elongated LED lighting arrangement
TW201411892A (zh) * 2012-09-14 2014-03-16 Lextar Electronics Corp 發光二極體
JP6295266B2 (ja) * 2012-11-28 2018-03-14 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 制御されたスペクトル特性及び角度分布を備える発光装置
US10436969B2 (en) 2013-01-30 2019-10-08 Ideal Industries Lighting Llc Optical waveguide and luminaire incorporating same
US9291320B2 (en) 2013-01-30 2016-03-22 Cree, Inc. Consolidated troffer
US9869432B2 (en) 2013-01-30 2018-01-16 Cree, Inc. Luminaires using waveguide bodies and optical elements
WO2014120671A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 Cree, Inc. Consolidated troffer
US9625638B2 (en) 2013-03-15 2017-04-18 Cree, Inc. Optical waveguide body
US9366396B2 (en) 2013-01-30 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide and lamp including same
US9442243B2 (en) 2013-01-30 2016-09-13 Cree, Inc. Waveguide bodies including redirection features and methods of producing same
US9690029B2 (en) 2013-01-30 2017-06-27 Cree, Inc. Optical waveguides and luminaires incorporating same
US9565782B2 (en) 2013-02-15 2017-02-07 Ecosense Lighting Inc. Field replaceable power supply cartridge
US10400984B2 (en) 2013-03-15 2019-09-03 Cree, Inc. LED light fixture and unitary optic member therefor
US9645303B2 (en) 2013-03-15 2017-05-09 Cree, Inc. Luminaires utilizing edge coupling
US10379278B2 (en) * 2013-03-15 2019-08-13 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire outdoor and/or enclosed structure LED luminaire having outward illumination
US10436970B2 (en) 2013-03-15 2019-10-08 Ideal Industries Lighting Llc Shaped optical waveguide bodies
US9366799B2 (en) 2013-03-15 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide bodies and luminaires utilizing same
US10209429B2 (en) 2013-03-15 2019-02-19 Cree, Inc. Luminaire with selectable luminous intensity pattern
US10502899B2 (en) * 2013-03-15 2019-12-10 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire
US9920901B2 (en) 2013-03-15 2018-03-20 Cree, Inc. LED lensing arrangement
US9798072B2 (en) 2013-03-15 2017-10-24 Cree, Inc. Optical element and method of forming an optical element
TW201438936A (zh) * 2013-04-03 2014-10-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 車燈系統
CN203478109U (zh) * 2013-07-22 2014-03-12 欧司朗有限公司 用于多个光源的光学结构
US9736895B1 (en) * 2013-10-03 2017-08-15 Ketra, Inc. Color mixing optics for LED illumination device
CN105874616B (zh) * 2014-01-02 2019-05-10 飞利浦照明控股有限公司 包括可释放波长转换器的发光设备
KR20150093012A (ko) * 2014-02-06 2015-08-17 엘지이노텍 주식회사 조명 부재 및 이를 이용하는 조명 장치
US10477636B1 (en) 2014-10-28 2019-11-12 Ecosense Lighting Inc. Lighting systems having multiple light sources
US9869450B2 (en) 2015-02-09 2018-01-16 Ecosense Lighting Inc. Lighting systems having a truncated parabolic- or hyperbolic-conical light reflector, or a total internal reflection lens; and having another light reflector
US11306897B2 (en) 2015-02-09 2022-04-19 Ecosense Lighting Inc. Lighting systems generating partially-collimated light emissions
US10801696B2 (en) 2015-02-09 2020-10-13 Ecosense Lighting Inc. Lighting systems generating partially-collimated light emissions
GB201503487D0 (en) * 2015-03-02 2015-04-15 Buster & Punch Ltd Light Bulb
US9746159B1 (en) 2015-03-03 2017-08-29 Ecosense Lighting Inc. Lighting system having a sealing system
US9568665B2 (en) 2015-03-03 2017-02-14 Ecosense Lighting Inc. Lighting systems including lens modules for selectable light distribution
US9651227B2 (en) 2015-03-03 2017-05-16 Ecosense Lighting Inc. Low-profile lighting system having pivotable lighting enclosure
US9651216B2 (en) 2015-03-03 2017-05-16 Ecosense Lighting Inc. Lighting systems including asymmetric lens modules for selectable light distribution
EP3317579B1 (en) * 2015-06-30 2020-08-19 Signify Holding B.V. Led spot with customizable beam shape, beam color and color uniformity
USD785218S1 (en) 2015-07-06 2017-04-25 Ecosense Lighting Inc. LED luminaire having a mounting system
USD782093S1 (en) 2015-07-20 2017-03-21 Ecosense Lighting Inc. LED luminaire having a mounting system
USD782094S1 (en) 2015-07-20 2017-03-21 Ecosense Lighting Inc. LED luminaire having a mounting system
US9651232B1 (en) 2015-08-03 2017-05-16 Ecosense Lighting Inc. Lighting system having a mounting device
CN112600063A (zh) 2015-08-17 2021-04-02 无限关节内窥镜检查公司 集成光源
JP6611036B2 (ja) * 2015-09-10 2019-11-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置及び照明用光源
JP2017091866A (ja) * 2015-11-12 2017-05-25 キヤノン株式会社 発光装置
US11330963B2 (en) 2015-11-16 2022-05-17 Lazurite Holdings Llc Wireless medical imaging system
US10416377B2 (en) 2016-05-06 2019-09-17 Cree, Inc. Luminaire with controllable light emission
US11719882B2 (en) 2016-05-06 2023-08-08 Ideal Industries Lighting Llc Waveguide-based light sources with dynamic beam shaping
CN107869687A (zh) * 2016-09-22 2018-04-03 广州市新晶瓷材料科技有限公司 一种小角度的白光光源
CN107859883A (zh) * 2016-09-22 2018-03-30 广州市新晶瓷材料科技有限公司 一种激光白光光源装置
CN107859881A (zh) * 2016-09-22 2018-03-30 广州市新晶瓷材料科技有限公司 一种直插式激光白光光源
CN110831488B (zh) 2017-02-15 2022-03-11 青金石控股有限责任公司 包括头单元和包含集成光源的光缆的无线医学成像系统
DE112018005577T5 (de) * 2017-12-12 2020-09-10 Phoseon Technology, Inc. System für einen modularen mehrwellenlängen- absorptionsdetektor
CN108345163B (zh) * 2018-05-23 2020-09-04 厦门飞德利照明科技有限公司 一种led背投显示装置
CA197092S (en) 2020-01-30 2022-01-19 Buster & Punch Ltd Light fitting
USD979104S1 (en) 2020-02-28 2023-02-21 Buster And Punch Limited Light fitting
USD938584S1 (en) 2020-03-30 2021-12-14 Lazurite Holdings Llc Hand piece
JP7562977B2 (ja) * 2020-03-31 2024-10-08 市光工業株式会社 車両用灯具
USD972176S1 (en) 2020-08-06 2022-12-06 Lazurite Holdings Llc Light source
USD987860S1 (en) 2021-02-25 2023-05-30 Buster And Punch Limited Light bulb
USD987859S1 (en) 2021-02-25 2023-05-30 Buster And Punch Limited Light bulb
CN113848464B (zh) * 2021-11-25 2022-02-15 河北圣昊光电科技有限公司 一种芯片双积分球测试装置及测试方法
FR3138042A1 (fr) * 2022-07-19 2024-01-26 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Sonde d'illumination implantable

Family Cites Families (171)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US355337A (en) * 1887-01-04 Chaeles n
US2933602A (en) * 1955-10-10 1960-04-19 Du Pont Apparatus for generating visible light by photo-electroluminescence
US3581137A (en) * 1967-07-31 1971-05-25 Westinghouse Electric Corp Electric lamp having an envelope composed of photoresistant soda-lime silicate glass
US3555337A (en) 1968-09-17 1971-01-12 Sylvania Electric Prod Electric discharge device with dysprosium activated yttrium vanadate phosphors
US3593055A (en) * 1969-04-16 1971-07-13 Bell Telephone Labor Inc Electro-luminescent device
JPS5026433B1 (ko) 1970-12-21 1975-09-01
JPS5229260Y2 (ko) 1972-03-04 1977-07-04
JPS48102585A (ko) * 1972-04-04 1973-12-22
US3760237A (en) * 1972-06-21 1973-09-18 Gen Electric Solid state lamp assembly having conical light director
EP0202335B1 (en) * 1984-11-15 1989-10-25 Japan Traffic Management Technology Association Signal light unit having heat dissipating function
DE3632743A1 (de) * 1986-09-26 1988-03-31 Standard Elektrik Lorenz Ag Lichtwellenleiter mit endseitiger mikrolinse
JPH02118959A (ja) 1988-10-27 1990-05-07 Canon Inc 記録または再生装置
JPH0710504Y2 (ja) * 1989-03-10 1995-03-08 三洋電機株式会社 多色発光ｌｅｄ装置
US5097175A (en) 1990-06-04 1992-03-17 Itt Corporation Thin film phosphor screen structure
US5187765A (en) * 1991-07-23 1993-02-16 Fostec, Inc. Backlighted panel
DE4141587A1 (de) * 1991-12-17 1993-06-24 Bosch Gmbh Robert Scheinwerfer fuer kraftfahrzeuge
US5208462A (en) * 1991-12-19 1993-05-04 Allied-Signal Inc. Wide bandwidth solid state optical source
US5499138A (en) * 1992-05-26 1996-03-12 Olympus Optical Co., Ltd. Image display apparatus
US5461547A (en) 1993-07-20 1995-10-24 Precision Lamp, Inc. Flat panel display lighting system
US5644193A (en) * 1993-12-17 1997-07-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Phosphor, cathode-ray tube, fluorescent lamp and radiation intensifying screen
JP2596709B2 (ja) * 1994-04-06 1997-04-02 都築 省吾 半導体レーザ素子を用いた照明用光源装置
US5711594A (en) * 1994-11-22 1998-01-27 Durel Corporation Tubular EL lamp
US5477430A (en) 1995-03-14 1995-12-19 Delco Electronics Corporation Fluorescing keypad
KR0134353Y1 (ko) * 1995-10-09 1999-01-15 이항복 교통신호봉
US5820246A (en) * 1996-02-08 1998-10-13 Eaton Corporation Display system having electroluminescent devices
US6600175B1 (en) * 1996-03-26 2003-07-29 Advanced Technology Materials, Inc. Solid state white light emitter and display using same
EP1441396B1 (de) * 1996-06-26 2011-06-01 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement
DE19638667C2 (de) * 1996-09-20 2001-05-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Mischfarbiges Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement
US5777433A (en) * 1996-07-11 1998-07-07 Hewlett-Packard Company High refractive index package material and a light emitting device encapsulated with such material
TW383508B (en) 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
US6608332B2 (en) * 1996-07-29 2003-08-19 Nichia Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Light emitting device and display
DE59814117D1 (de) * 1997-03-03 2007-12-20 Philips Intellectual Property Weisse lumineszenzdiode
US6007209A (en) 1997-03-19 1999-12-28 Teledyne Industries, Inc. Light source for backlighting
US5813753A (en) * 1997-05-27 1998-09-29 Philips Electronics North America Corporation UV/blue led-phosphor device with efficient conversion of UV/blues light to visible light
US5813752A (en) * 1997-05-27 1998-09-29 Philips Electronics North America Corporation UV/blue LED-phosphor device with short wave pass, long wave pass band pass and peroit filters
US6096496A (en) * 1997-06-19 2000-08-01 Frankel; Robert D. Supports incorporating vertical cavity emitting lasers and tracking apparatus for use in combinatorial synthesis
US5847507A (en) 1997-07-14 1998-12-08 Hewlett-Packard Company Fluorescent dye added to epoxy of light emitting diode lens
US5962971A (en) 1997-08-29 1999-10-05 Chen; Hsing LED structure with ultraviolet-light emission chip and multilayered resins to generate various colored lights
US6294800B1 (en) * 1998-02-06 2001-09-25 General Electric Company Phosphors for white light generation from UV emitting diodes
US6580097B1 (en) * 1998-02-06 2003-06-17 General Electric Company Light emitting device with phosphor composition
US6252254B1 (en) * 1998-02-06 2001-06-26 General Electric Company Light emitting device with phosphor composition
US6469322B1 (en) 1998-02-06 2002-10-22 General Electric Company Green emitting phosphor for use in UV light emitting diodes
US6068383A (en) * 1998-03-02 2000-05-30 Robertson; Roger Phosphorous fluorescent light assembly excited by light emitting diodes
TW539143U (en) * 1998-03-27 2003-06-21 Koninkl Philips Electronics Nv Backlight system and display device comprising such a system
US6385855B1 (en) 1998-07-10 2002-05-14 Nanoptics, Inc. Sighting device for projectile type weapons for operation in day and night
US5959316A (en) * 1998-09-01 1999-09-28 Hewlett-Packard Company Multiple encapsulation of phosphor-LED devices
US6793374B2 (en) * 1998-09-17 2004-09-21 Simon H. A. Begemann LED lamp
US6404125B1 (en) 1998-10-21 2002-06-11 Sarnoff Corporation Method and apparatus for performing wavelength-conversion using phosphors with light emitting diodes
US6429583B1 (en) * 1998-11-30 2002-08-06 General Electric Company Light emitting device with ba2mgsi2o7:eu2+, ba2sio4:eu2+, or (srxcay ba1-x-y)(a1zga1-z)2sr:eu2+phosphors
US6143241A (en) 1999-02-09 2000-11-07 Chrysalis Technologies, Incorporated Method of manufacturing metallic products such as sheet by cold working and flash annealing
US6155699A (en) 1999-03-15 2000-12-05 Agilent Technologies, Inc. Efficient phosphor-conversion led structure
US6385355B1 (en) * 1999-03-15 2002-05-07 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical deflection element
US6504301B1 (en) 1999-09-03 2003-01-07 Lumileds Lighting, U.S., Llc Non-incandescent lightbulb package using light emitting diodes
US6686691B1 (en) * 1999-09-27 2004-02-03 Lumileds Lighting, U.S., Llc Tri-color, white light LED lamps
US6696703B2 (en) * 1999-09-27 2004-02-24 Lumileds Lighting U.S., Llc Thin film phosphor-converted light emitting diode device
KR100683364B1 (ko) * 1999-09-27 2007-02-15 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 완전한 형광 물질 변환에 의해 백색광을 생성하는 발광다이오드 소자
US6630691B1 (en) 1999-09-27 2003-10-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting diode device comprising a luminescent substrate that performs phosphor conversion
US6491412B1 (en) * 1999-09-30 2002-12-10 Everbrite, Inc. LED display
DE19952932C1 (de) * 1999-11-03 2001-05-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Weißlichtquelle mit breitbandiger Anregung
US20020176259A1 (en) * 1999-11-18 2002-11-28 Ducharme Alfred D. Systems and methods for converting illumination
US6357889B1 (en) * 1999-12-01 2002-03-19 General Electric Company Color tunable light source
US6513949B1 (en) * 1999-12-02 2003-02-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED/phosphor-LED hybrid lighting systems
US6350041B1 (en) * 1999-12-03 2002-02-26 Cree Lighting Company High output radial dispersing lamp using a solid state light source
JP4527230B2 (ja) 2000-02-28 2010-08-18 三菱電機照明株式会社 面発光ｌｅｄ光源
JP2001243807A (ja) 2000-02-28 2001-09-07 Mitsubishi Electric Lighting Corp Ｌｅｄ電球
EP1146572A3 (en) * 2000-03-14 2005-03-23 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light source device
US6867542B1 (en) * 2000-03-29 2005-03-15 General Electric Company Floating chip photonic device and method of manufacture
US6483196B1 (en) 2000-04-03 2002-11-19 General Electric Company Flip chip led apparatus
US6653765B1 (en) 2000-04-17 2003-11-25 General Electric Company Uniform angular light distribution from LEDs
US6603258B1 (en) * 2000-04-24 2003-08-05 Lumileds Lighting, U.S. Llc Light emitting diode device that emits white light
DE10026435A1 (de) * 2000-05-29 2002-04-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kalzium-Magnesium-Chlorosilikat-Leuchtstoff und seine Anwendung bei Lumineszenz-Konversions-LED
US6577073B2 (en) 2000-05-31 2003-06-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Led lamp
US6580224B2 (en) * 2000-06-05 2003-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Backlight for color liquid crystal, color liquid crystal display device, and EL element for backlight of color liquid crystal device
US6975687B2 (en) 2000-06-16 2005-12-13 Hughes Electronics Corporation Linearized offset QPSK modulation utilizing a sigma-delta based frequency modulator
US6452217B1 (en) * 2000-06-30 2002-09-17 General Electric Company High power LED lamp structure using phase change cooling enhancements for LED lighting products
JP4635304B2 (ja) * 2000-07-12 2011-02-23 富士電機システムズ株式会社 双方向超接合半導体素子およびその製造方法
DE10035272A1 (de) 2000-07-20 2002-01-31 Fischer Artur Werke Gmbh Halter für einen Getränkebehälter
WO2002011173A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Luminescence conversion based light emitting diode and phosphors for wavelength conversion
JP2002046567A (ja) * 2000-07-31 2002-02-12 Toyoda Gosei Co Ltd 頭部保護エアバッグ装置のエアバッグ
US6747406B1 (en) 2000-08-07 2004-06-08 General Electric Company LED cross-linkable phospor coating
US6635363B1 (en) 2000-08-21 2003-10-21 General Electric Company Phosphor coating with self-adjusting distance from LED chip
JP2002076434A (ja) * 2000-08-28 2002-03-15 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
US6345903B1 (en) * 2000-09-01 2002-02-12 Citizen Electronics Co., Ltd. Surface-mount type emitting diode and method of manufacturing same
US6635987B1 (en) 2000-09-26 2003-10-21 General Electric Company High power white LED lamp structure using unique phosphor application for LED lighting products
JP2002118291A (ja) 2000-10-02 2002-04-19 Tobai Koden Kagi Kofun Yugenkoshi 可視光発光ダイオードの堆積製造方法
US6583550B2 (en) * 2000-10-24 2003-06-24 Toyoda Gosei Co., Ltd. Fluorescent tube with light emitting diodes
JP2002134795A (ja) 2000-10-27 2002-05-10 Sanken Electric Co Ltd 半導体発光装置及びその製法
US20020084745A1 (en) * 2000-12-29 2002-07-04 Airma Optoelectronics Corporation Light emitting diode with light conversion by dielectric phosphor powder
JP2002299694A (ja) 2001-03-29 2002-10-11 Mitsubishi Electric Lighting Corp 照明用ｌｅｄ光源デバイス及び照明器具
US6686676B2 (en) * 2001-04-30 2004-02-03 General Electric Company UV reflectors and UV-based light sources having reduced UV radiation leakage incorporating the same
JP2002344029A (ja) 2001-05-17 2002-11-29 Rohm Co Ltd 発光ダイオードの色調調整方法
US6616862B2 (en) * 2001-05-21 2003-09-09 General Electric Company Yellow light-emitting halophosphate phosphors and light sources incorporating the same
JP2003017751A (ja) 2001-06-28 2003-01-17 Toyoda Gosei Co Ltd 発光ダイオード
JP4122737B2 (ja) 2001-07-26 2008-07-23 松下電工株式会社 発光装置の製造方法
JP2003110146A (ja) 2001-07-26 2003-04-11 Matsushita Electric Works Ltd 発光装置
DE10137042A1 (de) 2001-07-31 2003-02-20 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Planare Lichtquelle auf LED-Basis
JP2003051622A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Rohm Co Ltd 白色系半導体発光装置
CN1464953A (zh) 2001-08-09 2003-12-31 松下电器产业株式会社 Led照明装置和卡型led照明光源
US6926435B2 (en) 2001-08-23 2005-08-09 Wavien, Inc. Led illumination engine using a reflector
US6921920B2 (en) 2001-08-31 2005-07-26 Smith & Nephew, Inc. Solid-state light source
JP2003110145A (ja) 2001-09-27 2003-04-11 Harvatek Corp 発光ダイオード用の翼形表面実装パッケージ
JP3948650B2 (ja) * 2001-10-09 2007-07-25 アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド 発光ダイオード及びその製造方法
US7192161B1 (en) * 2001-10-18 2007-03-20 Ilight Technologies, Inc. Fluorescent illumination device
US7153015B2 (en) 2001-12-31 2006-12-26 Innovations In Optics, Inc. Led white light optical system
US6796690B2 (en) * 2002-03-14 2004-09-28 The Boeing Company LED light source
JP4172196B2 (ja) 2002-04-05 2008-10-29 豊田合成株式会社 発光ダイオード
JP4195041B2 (ja) 2002-04-12 2008-12-10 ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド 発光装置
AU2003235453A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-12 Matsushita Electric Works, Ltd. Light emitting element, light emitting device and surface emission illuminating device using it
US6767112B2 (en) * 2002-05-29 2004-07-27 Jiahn-Chang Wu Projection lamp with led matrix panel
JP3707688B2 (ja) 2002-05-31 2005-10-19 スタンレー電気株式会社 発光装置およびその製造方法
US7364315B2 (en) 2002-06-14 2008-04-29 Tseng-Lu Chien Tubular electro-luminescent panel(s) light device
JP4061479B2 (ja) 2002-07-16 2008-03-19 三菱電機照明株式会社 Ｌｅｄ光源装置
JP2004055229A (ja) 2002-07-17 2004-02-19 Mitsubishi Electric Lighting Corp Ｌｅｄ光源装置及び照明器具
JP4289027B2 (ja) * 2002-07-25 2009-07-01 豊田合成株式会社 発光装置
JP4197109B2 (ja) * 2002-08-06 2008-12-17 静雄 藤田 照明装置
WO2004016983A1 (fr) 2002-08-16 2004-02-26 Tony Chunlung Young Reflecteur a diode electroluminescente
CA2495149A1 (en) * 2002-09-19 2004-04-01 Cree, Inc. Phosphor-coated light emitting diodes including tapered sidewalls, and fabrication methods therefor
DE10245933B4 (de) * 2002-09-30 2013-10-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Einrichtung zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstroms
EP1561349B1 (en) * 2002-11-07 2011-05-04 Sony Deutschland GmbH Illumination arrangement for a projection system
TW569479B (en) 2002-12-20 2004-01-01 Ind Tech Res Inst White-light LED applying omnidirectional reflector
US6871982B2 (en) * 2003-01-24 2005-03-29 Digital Optics International Corporation High-density illumination system
US7118438B2 (en) * 2003-01-27 2006-10-10 3M Innovative Properties Company Methods of making phosphor based light sources having an interference reflector
US6936857B2 (en) * 2003-02-18 2005-08-30 Gelcore, Llc White light LED device
CN1777999B (zh) * 2003-02-26 2010-05-26 美商克立股份有限公司 复合式白色光源及其制造方法
US7038370B2 (en) * 2003-03-17 2006-05-02 Lumileds Lighting, U.S., Llc Phosphor converted light emitting device
US7579629B2 (en) 2003-04-01 2009-08-25 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting apparatus package, light-emitting apparatus, backlight apparatus, and display apparatus
US7005679B2 (en) 2003-05-01 2006-02-28 Cree, Inc. Multiple component solid state white light
US7040774B2 (en) * 2003-05-23 2006-05-09 Goldeneye, Inc. Illumination systems utilizing multiple wavelength light recycling
JP4123057B2 (ja) 2003-05-26 2008-07-23 松下電工株式会社 発光装置及びその製造方法
CN100511732C (zh) * 2003-06-18 2009-07-08 丰田合成株式会社 发光器件
US7462983B2 (en) * 2003-06-27 2008-12-09 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. White light emitting device
US7075225B2 (en) 2003-06-27 2006-07-11 Tajul Arosh Baroky White light emitting device
US7009213B2 (en) * 2003-07-31 2006-03-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting devices with improved light extraction efficiency
US7052152B2 (en) * 2003-10-03 2006-05-30 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LCD backlight using two-dimensional array LEDs
US7144121B2 (en) * 2003-11-14 2006-12-05 Light Prescriptions Innovators, Llc Dichroic beam combiner utilizing blue LED with green phosphor
WO2005053041A1 (ja) 2003-11-25 2005-06-09 Matsushita Electric Works, Ltd. 発光ダイオードチップを用いた発光装置
US20050116635A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Walson James E. Multiple LED source and method for assembling same
US7403680B2 (en) * 2003-12-02 2008-07-22 3M Innovative Properties Company Reflective light coupler
US7223005B2 (en) * 2003-12-23 2007-05-29 Lamb David J Hybrid lightguide backlight
US7080932B2 (en) * 2004-01-26 2006-07-25 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED with an optical system to increase luminance by recycling emitted light
US7427146B2 (en) * 2004-02-11 2008-09-23 3M Innovative Properties Company Light-collecting illumination system
US20050211991A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Kyocera Corporation Light-emitting apparatus and illuminating apparatus
US7025464B2 (en) 2004-03-30 2006-04-11 Goldeneye, Inc. Projection display systems utilizing light emitting diodes and light recycling
US7517728B2 (en) * 2004-03-31 2009-04-14 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices including a luminescent conversion element
JP4616577B2 (ja) 2004-04-22 2011-01-19 株式会社日立製作所 映像表示装置
WO2005107420A2 (en) 2004-05-05 2005-11-17 Rensselaer Polytechnic Institute High efficiency light source using solid-state emitter and down-conversion material
US7837348B2 (en) 2004-05-05 2010-11-23 Rensselaer Polytechnic Institute Lighting system using multiple colored light emitting sources and diffuser element
TWI242893B (en) * 2004-05-07 2005-11-01 Lite On Technology Corp White light-emitting apparatus
US7997771B2 (en) 2004-06-01 2011-08-16 3M Innovative Properties Company LED array systems
US7048385B2 (en) * 2004-06-16 2006-05-23 Goldeneye, Inc. Projection display systems utilizing color scrolling and light emitting diodes
DE102005030128B4 (de) * 2004-06-28 2011-02-03 Kyocera Corp. Lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungsvorrichtung
US7213958B2 (en) * 2004-06-30 2007-05-08 3M Innovative Properties Company Phosphor based illumination system having light guide and an interference reflector
CN1722484A (zh) 2004-07-16 2006-01-18 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 用于发光二极管的管座装置
KR100638611B1 (ko) * 2004-08-12 2006-10-26 삼성전기주식회사 다중 렌즈 발광 다이오드
GB2417824A (en) * 2004-09-02 2006-03-08 Custom Interconnect Ltd LED light source
US7352124B2 (en) * 2004-09-28 2008-04-01 Goldeneye, Inc. Light recycling illumination systems utilizing light emitting diodes
US7352006B2 (en) * 2004-09-28 2008-04-01 Goldeneye, Inc. Light emitting diodes exhibiting both high reflectivity and high light extraction
US7370993B2 (en) * 2004-09-28 2008-05-13 Goldeneye, Inc. Light recycling illumination systems having restricted angular output
US7144131B2 (en) * 2004-09-29 2006-12-05 Advanced Optical Technologies, Llc Optical system using LED coupled with phosphor-doped reflective materials
US20060097385A1 (en) * 2004-10-25 2006-05-11 Negley Gerald H Solid metal block semiconductor light emitting device mounting substrates and packages including cavities and heat sinks, and methods of packaging same
US8134292B2 (en) * 2004-10-29 2012-03-13 Ledengin, Inc. Light emitting device with a thermal insulating and refractive index matching material
US7220040B2 (en) * 2004-11-12 2007-05-22 Harris Corporation LED light engine for backlighting a liquid crystal display
EP1686630A3 (en) 2005-01-31 2009-03-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Led device having diffuse reflective surface
KR101139891B1 (ko) * 2005-01-31 2012-04-27 렌슬러 폴리테크닉 인스티튜트 확산 반사면을 구비한 발광 다이오드 소자
EP1854154A2 (en) 2005-02-16 2007-11-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting device comprising inorganic light emitting diode(s)
US7405433B2 (en) * 2005-02-22 2008-07-29 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Semiconductor light emitting device
CN1684279A (zh) 2005-02-25 2005-10-19 炬鑫科技股份有限公司 发光元件
JP2006253298A (ja) 2005-03-09 2006-09-21 Toshiba Corp 半導体発光素子及び半導体発光装置
US7703942B2 (en) 2006-08-31 2010-04-27 Rensselaer Polytechnic Institute High-efficient light engines using light emitting diodes
US7810956B2 (en) 2007-08-23 2010-10-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light source including reflective wavelength-converting layer
CN201162983Y (zh) 2008-03-04 2008-12-10 常州星宇车灯股份有限公司 高效散热型汽车前照灯

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008079161A1 (en) 2008-07-03
EP3531007A1 (en) 2019-08-28
JP2013179349A (ja) 2013-09-09
US9447945B2 (en) 2016-09-20
CA2672214A1 (en) 2008-07-03
US8764225B2 (en) 2014-07-01
CN101563793A (zh) 2009-10-21
JP2010514209A (ja) 2010-04-30
US20150116983A1 (en) 2015-04-30
EP2102918A1 (en) 2009-09-23
US11028979B2 (en) 2021-06-08
US20110063830A1 (en) 2011-03-17
CN101563793B (zh) 2013-07-31
US8960953B2 (en) 2015-02-24
US20080094829A1 (en) 2008-04-24
KR101460484B1 (ko) 2014-11-12
US20170003000A1 (en) 2017-01-05
EP2102918B1 (en) 2019-04-10
US20130194779A1 (en) 2013-08-01
US7837348B2 (en) 2010-11-23
CA2672214C (en) 2016-08-09
JP5678128B2 (ja) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11028979B2 (en) Lighting source using solid state emitter and phosphor materials
US7819549B2 (en) High efficiency light source using solid-state emitter and down-conversion material
CA2685477C (en) High-efficient light engines using light emitting diodes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171020

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181023

Year of fee payment: 5