KR20100017668A

KR20100017668A - 조명 장치 및 조명 방법

Info

Publication number: KR20100017668A
Application number: KR1020097025477A
Authority: KR
Inventors: 데 벤 안토니 폴 반; 제랄드 에이치. 네글리
Original assignee: 크리 엘이디 라이팅 솔루션즈, 인크.
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2010-02-16
Also published as: US8079729B2; EP2142844A1; JP2010527510A; US20080278928A1; CN101755164A; CN101755164B; EP2142844B1; TWI422785B; WO2008137976A1; TW200912203A

Abstract

본 발명은 착색된 코팅 조성물을 위해 색조를 선택하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 (a) 복수의 색조를 제공하는 단계로서 각 색조는 수지상 캐리어 바인더에 분산된 안료를 포함하는, 색조 제공 단계와, (b) 복수의 코팅 조성물을 준비하는 단계로서 각 코팅 조성물은 수지상 코팅 바인더와 적어도 하나의 색조를 포함하고 총 바인더 내용물은 캐리어 바인더와 코팅 바인더의 양인, 코팅 조성물 준비 단계와, (c) 각 코팅 조성물의 복사 흡수 파장 대역을 결정하는 단계와, (d) 총 바인더에 대한 안료의 최대 중량 비율을 갖고 수지상 캐리어 바인더의 최대 양을 가지며 파장 대역에서 최소 흡수를 나타내는 단계(b)의 코팅 조성물을 식별하는 단계와, (e)착색된 코팅 조성물을 준비하는 데 사용하기 위해 단계(d)에서 식별된 코팅 조성물들로부터 색조를 선택하는 단계를 포함한다.

조명 장치, 고상 발광기, 루미퍼, 흑체 궤적, 맥아담 타원

Description

조명 장치 및 조명 방법{LIGHTING DEVICE AND LIGHTING METHOD}

본 발명은 조명 장치에 관한 것이고, 특히 하나 이상의 고상 발광기(solid state light emitter)(예를 들어, 발광 다이오드) 및/또는 하나 이상의 발광 물질[예를 들어, 하나 이상의 인광체(phosphor)]을 포함하는 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 패키징된 고상 발광기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 조명 방법에 관한 것이다.

매년 미국에서 생산되는 전기의 많은 비율(몇몇 추정치는 25％ 정도로 높음)이 조명에 사용된다. 따라서, 에너지 효율이 보다 높은 조명을 제공할 필요가 계속 존재한다. 백열등은 에너지 효율이 매우 낮은 광원이며, 소비하는 전기의 약 90％가 빛이 아닌 열로서 방출된다는 것은 잘 알려져 있다. 형광등은 백열등보다 더 효율적이지만(약 10배), 발광 다이오드와 같은 고상 발광기에 비해 여전히 효율이 낮다.

또한, 고상 발광기의 정상 수명에 비해, 백열등은 일반적으로 약 750 내지 1,000 시간의 상대적으로 짧은 수명을 갖는다. 이에 비해, 예를 들어 발광 다이오드는 일반적으로 50,000 내지 70,000 시간의 수명을 갖는다. 형광등은 백열등보다 긴 수명(예를 들어, 10,000 내지 20,000 시간)을 갖지만, 덜 양호한 색재현(color reproduction)을 제공한다.

색재현은 일반적으로 연색지수(Color Rendering Index)(CRI Ra)를 사용하여 측정된다. CRI Ra는 8개의 기준 색상들로 조명할 때 기준 복사체(reference radiator)의 연색성(color rendition)에 비해 조명 시스템의 연색성이 어떠한가에 대한 상대적인 측정값들의 수정된 평균값이며, 즉 특정한 램프에 의해 조명될 때 대상물의 표면 색상에서의 변동(shift)의 상대적인 측정값이다. 조명 시스템에 의해 조명되는 시험 색상 세트의 색상 좌표(color coordinate)가 기준 복사체에 의해 조사되는 동일한 시험 색상의 색상 좌표와 동일하다면, CRI Ra는 100과 동일하다. 주광(daylight)은 높은 CRI(Ra가 약 100임)를 가지며, 백열등도 비교적 근접하며(Ra가 95보다 큼), 형광등은 덜 정확하다(일반적으로 Ra가 70 내지 80임). 특정 형태의 특수 조명은 매우 낮은 CRI를 갖는다(예를 들어, 수은 증기 또는 나트륨 램프는 약 40 또는 그보다 낮은 Ra를 가짐). 나트륨 조명은 예를 들어 고속도로를 조명하는데 사용된다. 그러나, 낮은 CRI Ra 값으로 인해 운전자 응답 시간이 현저히 감소한다(어떠한 주어진 밝기에 대해서도, CRI Ra가 낮아지면 가독성이 감소함).

통상의 조명 설비에 있어서의 다른 문제는 조명 장치(예를 들어, 전구 등)를 주기적으로 교체해야 하는 필요성이다. 그러한 문제는 접근이 어려운 경우(예를 들어, 둥근 천장, 교각, 고층 빌딩, 교통 터널) 및/또는 교체 비용이 극히 비싼 경우에 특히 두드러진다. 통상적인 설비의 일반적인 수명은 약 20년이며, 이는 적어도 약 44,000시간(20년 동안 하루 6시간의 사용에 기초함)의 조명 장치 사용에 대 응한다. 조명 장치 수명은 일반적으로 훨씬 더 짧으며, 따라서 주기적인 교체의 필요성을 발생시킨다.

이에 따라, 이들 및 다른 이유들로 인해, 고상 발광기가 광범위하고 다양한 응용예들에서 백열등, 형광등 및 다른 조명 장치 대신에 사용될 수 있도록 하는 방법을 개발하고자 하는 노력이 계속되었다. 또한, 고상 발광기가 이미 사용되고 있는 곳에서는, 예를 들어 에너지 효율, 연색지수(CRI Ra), 콘트라스트(contrast), 광효율(efficacy)(lm/W) 및/또는 수명이 개선된 고상 발광기를 포함하는 장치를 제공하려는 노력이 계속되고 있다.

고상 발광기의 하나의 그룹이 발광 다이오드이다. 발광 다이오드는 전류를 광으로 전환하는 잘 알려진 반도체 장치이다. 광범위하고 다양한 발광 다이오드가 광범위한 목적으로 매우 다양한 분야에 사용되고 있다.

더 구체적으로, 발광 다이오드는 p-n 접합 구조물을 가로질러 전위차가 인가될 때 광(자외선, 가시광선 또는 적외선)을 방출하는 반도체 장치이다. 발광 다이오드 및 여러 관련 구조물을 만드는 수많은 공지의 방법이 존재하며, 본 발명은 임의의 그러한 장치를 채용할 수 있다. 예를 들어, 지(Sze)의 "반도체 장치의 물리학(Physics of Semiconductor Devices)"(1981년 제2판)의 제12장 내지 제14장과, 지(Sze)의 "현대 반도체 장치 물리학(Modern Semiconductor Device Physics)"(1998년)의 제7장은 발광 다이오드를 포함하는 다양한 광자 장치를 기술한다.

(예를 들어) 전자제품 상점에서 판매되는 통상적으로 인지되고 상업적으로 구입 가능한 발광 다이오드("LED")는 일반적으로 다수의 부품으로 이루어진 "패키 징된(packaged)" 장치를 의미한다. 이들 패키징된 장치는 일반적으로 미국 특허 제4,918,487호, 제5,631,190호 및 제5,912,477호에 기술된 것들과 같은(하지만, 제한되지 않는) 반도체 기반 발광 다이오드와, 다양한 배선 접속부와, 발광 다이오드를 둘러싸는 패키지를 포함한다.

공지된 바와 같이, 발광 다이오드는 반도체 활성(발광)층의 전도대(conduction band)와 가전자대(valence band) 사이의 밴드 갭을 가로질러 전자를 여기시킴으로써 광을 발생시킨다. 전자 전이는 밴드 갭에 따라 변하는 파장의 광을 발생시킨다. 따라서, 발광 다이오드에 의해 방출되는 광의 색상(파장)은 발광 다이오드의 활성층의 반도체 재료에 따라 달라진다.

고상 발광기, 예를 들어 발광 다이오드의 개발이 여러 가지 방식으로 조명 산업에 급격한 변화를 가져왔지만, 고상 발광기의 몇몇 특성은 해결해야할 문제가 있으며, 그중 몇몇은 아직 완전히 해결되지 않았다. 예를 들어, (발광 다이오드의 구성과 구조에서 설명된 바와 같이) 임의의 특정 발광 다이오드의 발산 스펙트럼은 일반적으로 단일 파장 주변에 집중되며, 이는 몇몇 응용예에는 바람직하지만, 다른 응용예들에는 바람직하지 않다(예를 들어, 조명을 제공하는데 있어서, 이러한 발산 스펙트럼은 매우 낮은 CRI Ra를 제공함).

백색으로 지각되는 광은 기본적으로 2개 이상의 색상(또는 파장)들의 혼합이므로, 백색광을 효율적으로 발생시키는 단일 발광 다이오드 접합체는 개발되어 있지 않다. 각각 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드로 형성된 발광 다이오드 픽셀(pixel)/클러스터(cluster)를 갖는 "백색" 발광 다이오드 램프가 생산되고 있다. (1) 청색광을 발생시키는 발광 다이오드와, (2) 발광 다이오드에 의해 방출된 광에 의한 여기(excitation)에 응답하여 황색 광을 방출하는 발광 재료(예를 들어, 인광체)를 포함함으로써, 청색광과 황색광이 혼합될 때 백색광으로 지각되는 광을 발생시키는 다른 "백색" 발광 다이오드 램프가 생산되고 있다.

일반적으로, 1931 CIE 색도도(Chromaticity Diagram)(1931년에 수립된 국제 원색 표준) 및 1976 CIE 색도도(1931 색도도와 유사하지만, 색도도 상의 유사한 거리가 유사하게 지각되는 색상의 차이를 나타내도록 수정됨)는 색상들의 가중치 합으로서 색상을 형성하는데 유용한 기준을 제공한다.

[예를 들어, 본원에 전체 내용이 참조된 미국 특허 제6,600,175호에 개시된 바와 같이 루미퍼(lumiphor) 또는 루미노포릭 매체(luminophoric media)로도 알려진, 발광 물질을 함유하는 구조체 및] 광범위하고 다양한 발광 재료들이 공지되어 있으며, 당업자가 상용으로 구입하는 것이 가능하다. 예를 들어, 인광체는 여기 방사선원에 의해 여기될 때 반응 방사선(예를 들어, 가시광)을 방출하는 발광 재료이다. 많은 예들에서, 반응 방사선은 여기 방사선의 파장과는 상이한 파장을 갖는다. 발광 재료의 다른 예들은 신틸레이터(scintillator), 데이 글로우 테이프(day glow tape), 및 자외선의 조사시에 가시광선 스펙트럼으로 빛을 내는 잉크를 포함한다.

발광 재료는 하향 변환(down-converting), 즉 광자를 더 낮은 에너지 레벨(더 긴 파장)로 변환시키는 재료 또는 상향 변환(up-converting), 즉 광자를 더 높은 에너지 레벨(더 짧은 파장)로 변환시키는 재료로 분류될 수 있다.

LED 장치에 발광 재료를 포함시키는 것은, 예를 들어 혼합 또는 코팅 공정에 의해, 상술한 바와 같이 맑거나 또는 실질적으로 투명한 봉지재(encapsulant) 재료(예를 들어, 에폭시계, 실리콘계, 유리계 또는 금속 산화물계 재료)에 발광 재료를 첨가함으로써 달성될 수 있었다.

예를 들어, 미국 특허 제6,963,166호[야노(Yano) '166]는 통상적인 발광 다이오드 램프가 발광 다이오드 칩과, 발광 다이오드 칩을 피복하기 위한 총탄형 투명 하우징과, 발광 다이오드 칩에 전류를 공급하기 위한 리드(lead)와, 균일한 방향으로 발광 다이오드 칩의 발산을 반사하기 위한 컵 반사기를 포함하며, 발광 다이오드 칩은 제1 수지 부분으로 둘러싸이고, 제1 수지 부분은 추가로 제2 수지 부분으로 둘러싸인다. 야노 '166에 따르면, 컵 반사기를 수지 재료로 충전시키고, 그리고 컵 반사기의 하부에 발광 다이오드 칩이 장착되고 이어서 그의 캐소드(cathode) 및 아노드(anode)가 와이어에 의해 리드에 전기적으로 접속된 후에 컵 반사기를 경화시킴으로써, 제1 수지 부분이 얻어진다. 야노 '166에 따르면, 인광체가 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(A)에 의해 여기되도록 하기 위해서 제1 수지 부분에 산재되고, 여기된 인광체는 광(A)보다 긴 파장을 가진 형광["광(B)"]을 발생시키고, 광(A)의 일부가 인광체를 포함하는 제1 수지 부분을 통해 전달되며, 그 결과 광(A)과 광(B)이 혼합된 광(C)이 조명으로서 사용된다.

상술한 바와 같이, "백색 LED 램프"(즉, 백색 또는 거의 백색으로 지각되는 램프)는 백색 백열 램프의 잠재적인 대체품인 것으로 조사되었다. 백색 LED 램프의 대표적인 예는 YAG와 같은 인광체로 코팅된 인듐 갈륨 니트라이드(InGaN) 또는 갈륨 니트라이드(GaN)로 만들어진 청색 발광 다이오드 칩의 패키지를 포함한다. 그러한 LED 램프에서, 청색 발광 다이오드 칩은 청색 발산을 발생시키고, 그러한 발산을 받은 인광체는 황색 형광을 발생시킨다. 예를 들어, 몇몇 설계에서, 백색 발광 다이오드 램프는 청색 발광 반도체 발광 다이오드의 출력 표면에 세라믹 인광체 층을 형성함으로써 제조된다. 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 청색 광선의 일부는 인광체를 통과하는 한편, 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 청색 광선의 일부는 인광체에 의해 흡수되며, 인광체는 여기되어 황색 광선을 방출한다. 인광체를 통해 전달된 발광 다이오드에 의해 방출된 청색 광선의 일부는 인광체에 의해 방출된 황색광과 혼합된다. 관찰자는 청색광과 황색광의 혼합광을 백색광으로 지각한다. 다른 형식은, 적색 또는 오렌지색 및 녹색 또는 황색을 띤 녹색 광선을 생성하는 인광체 물질과 결합된 청색 또는 자줏빛 발광 다이오드 칩을 사용한다. 이러한 램프에서 발광 다이오드 칩에 의해 방출된 청색 또는 자줏빛 광의 부분은 인광체를 여기시키며, 이는 인광체가 적색 또는 오렌지색 및 황색 또는 녹색 광선을 방출하게 한다. 청색 또는 자줏빛 광선과 결합된 이러한 광선은 백색 광으로 지각될 수 있다.

또한 상술한 바와 같이, 다른 형태의 LED 램프에서, 자외선을 방출하는 발광 다이오드 칩은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광선을 발생시키는 인광체 재료와 결합한다. 그러한 "RGB LED 램프"에서, 발광 다이오드 칩으로부터 방사된 자외선은 인광체를 여기시키고, 혼합될 때 인간의 눈에 의해 백색광으로 지각되는 적색, 녹색 및 청색 광선을 인광체로 하여금 방출하게 한다. 결과적으로, 백색광은 이들 광선들의 혼합으로 얻어질 수도 있다.

기존의 LED 구성요소 패키지 및 다른 전자부품이 설비 내에 조립되는 설계가 제공되었다. 그러한 설계에서는, 패키징된 LED가 회로 기판에 또는 열 싱크에 직접 장착되고, 회로 기판은 열 싱크에 장착되고, 열 싱크는 필요한 구동 전자부품과 함께 설비 하우징에 장착된다. 많은 경우에, (패키지 부품보다 2차적인) 추가의 광학계가 또한 필요하다.

다른 광원들, 예를 들어 백열 전구 대신에 고상 발광기를 사용하는 경우에, 패키징된 LED는 종래의 조명 설비, 예를 들어, 중공 렌즈(hollow lens) 및 렌즈에 부착된 기부판(base plate)을 포함하는 설비와 함께 사용되어 왔으며, 기부판은 전원에 전기적으로 결합된 하나 이상의 접점을 구비한 종래의 소켓 하우징을 갖는다. 예를 들어, 전기 회로 기판, 회로 기판에 장착되는 복수의 패키징된 LED, 그리고 회로 기판에 부착되고 조명 설비의 소켓 하우징에 연결되도록 구성된 연결 포스트(connection post)를 포함하는 LED 조명 전구가 구성됨으로써, 복수의 LED는 전원에 의해 조명될 수 있다.

에너지 효율이 보다 높고 연색 지수(CRI Ra)가 향상되고 광효율(lm/W)이 향상되고 그리고/또는 사용 기간이 보다 긴, 광범위하고 다양한 응용예의 백색광을 형성하기 위해서 고상 발광기, 예를 들어 발광 다이오드를 사용하는 방법에 대한 요구가 계속되고 있다.

본 발명의 제1 태양에 따르면,

제1 그룹의 고상 발광기와,

제1 발광 물질과,

제2 발광 물질을 포함하고,

제1 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하고,

제1 발광 물질은 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위(예를 들어, 약 485nm)에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

제2 발광 물질은 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위(예를 들어, 약 585nm)에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

제1 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시, (1) 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 제1 발광 물질에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 제2 발광 물질에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 40개의 맥아담 타원(또는 20개, 또는 10개, 또는 5개, 또는 3개) 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는, 조명 장치가 제공된다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서 제1 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함된다. 이러한 실시예 일부에서 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 제1 패키지는 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나와 적어도 제1 루미퍼를 포함한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서 제2 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함된다. 이러한 실시예 일부에서 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 제1 패키지는 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나와 적어도 제1 루미퍼를 포함한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 발광 물질과 제2 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함된다. 이러한 실시예 일부에서 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 제1 패키지는 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나와 적어도 제1 루미퍼를 포함한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함되고 제2 발광 물질은 적어도 제2 루미퍼에 포함된다. 이러한 실시예 일부에서 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 제1 패키지는 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나, 제1 루미퍼 및 제2 루미퍼를 포함한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 380nm 내지 약 430nm의 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치는 봉지재(encapsulant)를 더 포함하며 패키징된 고상 발광기의 형태를 갖는다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치는 적어도 제1 전력 라인, 제2 전력 라인 및 적어도 제1 전류 조절기(current regulator)를 더 포함하고, 적어도 제1 고상 발광기는 제1 전력 라인에 전기적으로 연결되고, 적어도 제2 고상 발광기는 제2 전력 라인에 전기적으로 연결되고, 제1 발광 물질의 적어도 일부분은 제1 고상 발광기가 조명될 시 여기(excite)되고, 제2 발광 물질의 적어도 일부분은 제2 고상 발광기가 조명될 시 여기되고, 제1 전류 조절기는 제1 전력 라인과 제2 전력 라인 중 적어도 하나에 공급되는 전류가 변화하도록 조정가능하다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시 조명 장치는 적어도 85의 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 90 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 92 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 95 CRI Ra를 갖는 광을 방출한다.

본 발명의 제2 태양에 따르면,

제1 그룹의 고상 발광기와,

제2 그룹의 고상 발광기와,

제1 발광 물질을 포함하고,

제2 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

제1 발광 물질은 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

제1 그룹의 고상 발광기와 제2 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시, (1) 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 제2 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 제1 발광 물질에 의해 방출된 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 40개의 맥아담 타원(또는 20개, 또는 10개, 또는 5개, 또는 3개) 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는, 조명 장치를 제공한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함된다. 이러한 실시예 일부에서, 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하며, 제1 패키지는 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나와 적어도 제1 루미퍼를 포함한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치는 적어도 제1 전력 라인, 제2 전력 라인 및 적어도 제1 전류 조절기를 더 포함하고, 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나는 제1 전력 라인에 전기적으로 연결되고, 제2 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나는 제2 전력 라인에 전기적으로 연결되고, 제1 발광 물질의 적어도 일부분은 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나가 조명될 시 여기되고, 제1 전류 조절기는 상기 제1 전력 라인과 상기 제2 전력 라인 중 적어도 하나에 공급되는 전류가 변화하도록 조정가능하다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 그룹의 고상 발광기 각각과 제2 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시 조명 장치는 적어도 85의 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 90 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 92 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 95 CRI Ra를 갖는 광을 방출한다.

본 발명의 제3 태양에 따르면,

제1 그룹의 고상 발광기와,

제2 그룹의 고상 발광기와,

제1 발광 물질을 포함하고,

제2 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

제1 발광 물질은 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 발광 물질의 적어도 일부분은 적어도 제1 루미퍼에 포함된다. 이러한 실시예의 일부에서, 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 제1 패키지는 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나와 적어도 제1 루미퍼를 포함한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치는 적어도 제1 전력 라인, 제2 전력 라인 및 적어도 제1 전류 조절기를 더 포함하고, 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나는 제1 전력 라인에 전기적으로 연결되고, 제2 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나는 제2 전력 라인에 전기적으로 연결되고, 제1 발광 물질의 적어도 일부분은 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나가 조명될 시 여기되고, 제1 전류 조절기는 제1 전력 라인과 제2 전력 라인 중 적어도 하나에 공급되는 전류가 변화하도록 조정가능하다.

본 발명의 제4 태양에 따르면,

제1 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계로서 제1 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하는 단계와,

제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계로서 제1 그룹의 루미퍼 각각은 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 단계와,

제2 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계로서 제2 그룹의 루미퍼 각각은 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 단계를 포함하고,

(1) 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 제1 그룹의 루미퍼에 의해 방출된 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 제2 그룹의 루미퍼에 의해 방출된 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는, 조명 방법을 제공한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 그룹의 고상 발광기 중 적어도 하나는 발광 다이오드를 포함한다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 제1 그룹의 루미퍼를 여기시킨다.

본 발명의 이러한 태양에 따른 일부 실시예에서, 제1 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 제1 그룹의 루미퍼의 적어도 일부를 여기시키고, 제2 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 제2 그룹의 루미퍼의 적어도 일부를 여기시킨다.

본 발명의 제5 태양에 따르면,

제2 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계로서 제2 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 단계와,

제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계로서 제1 그룹의 루미퍼 각각은 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 단계를 포함하고,

(1) 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 제2 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 제1 그룹의 루미퍼에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는, 조명 방법을 제공한다.

본 발명의 제6 태양에 따르면,

제2 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계로서 제2 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 단계와,

제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계로서 제1 그룹의 루미퍼 각각은 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 단계를 포함하고,

본 발명의 제5 또는 제6 태양에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은 적어도 85의 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 90 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 92 CRI Ra, 일부 실시예에서는 적어도 95 CRI Ra를 갖는다.

본 발명은 모든 발광 물질이, 여기된 발광 물질에 의해 방출된 색상에 대응하는 색상를 갖는 광을 (홀로 또는 다른 광 소스와 조합을 이뤄) 방출하는 하나 이상의 고상 발광 장치(들)로 대체되는 실시예를 포함한다.

본 발명에 따른 일부 실시예에서, (1) 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm(예를 들어, 약 485nm)의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 제1 발광 물질과, (2) 여기될시 약 580nm 내지 약 590nm(예를 들어, 약 585nm)의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 제2 발광 물질이 포함된다. 이러한 제1 및 제2 발광 물질은 별도의 성분으로 존재할 수 있거나 서로 혼합될 수 있다. 이러한 모든 경우에 발광 물질의 각각의 양은 합성된 광의 목표하는 색온도를 제공하도록 선택될 수 있다(즉, 발광 물질의 각각의 양을 변화시킴으로써 합성된 색온도가 변화할 수 있음).

본 명세서에서 "주 파장(dominant wavelength)"이라는 표현은, 감지된 스펙트럼 색상을 일컫는 공지의 인정된 의미, 즉, 광 소스에 의해 방출된 가시 광으로부터 감지된 색상 감각과 거의 유사한 색상 감각[즉, 개략적으로 "색조(hue)"와 유사함]을 생성하는 광의 단일 파장이라는 의미에 따라 사용되며, 반면, "정점 파장(peak wavelength)"은 광 소스의 스펙트럼 파워 분포에서 가장 큰 파워를 갖는 스펙트럼 선을 일컫는 것으로 공지되어 있다. 인간의 눈은 모든 파장을 동일하게 감지하지 않고(인간의 눈은 적색과 청색보다 황색과 녹색을 더 잘 감지함), 많은 고상 발광기(예를 들어, LED)에 의해 방출된 광은 실제로 일정 범위의 파장이기 때문에, 감지된 색상(즉, 주 파장)은 최고 파워를 갖는 파장(정점 파장)과 반드시 동일할 필요는 없다(종종 상이함). 레이저와 같은 진정으로 단일 파장(monochromatic)의 광은 동일한 주 파장 및 정점 파장을 갖는다. 자외선(UV)은 비가시적인 것으로 정의되기 때문에 주 파장이라는 용어로 정의될 수 없다. UV는 대역 또는 정점 파장이나 파장 범위로 정의된다. UV는 100nm 내지 400nm의 파장을 갖는 것으로 정의된다. 진보라(deep purple) 또는 자줏빛과 같은 일부 가시적인 색상과 UV의 파장들 사이에 교차되는 부분이 있다. 이러한 교차 범위는 360nm 내지 400nm이다. 이러한 범위의 광은 주 파장 또는 정점 파장 두 용어 모두로 정의될 수 있다. 설명을 위하여, UV 광 및/또는 UV 광 근처의 광에 의한 조명 또는 여기를 기술하기 위해 본 명세서에서 사용된 모든 파장은 그것의 정점 파장으로 언급될 것이다.

또한, 본 발명은 (균일하게 또는 불균일하게 조명될 수 있는 체적을 갖는) 조명되는 봉입부(illuminated enclosure)에 관한 것으로, 본 발명에 따른 하나 이상의 조명 장치와 둘러싸인 공간을 포함하며, 조명 장치는 둘러싸인 공간의 적어도 일부분을 (균일하게 또는 불균일하게) 조명한다.

또한, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 바와 같은 하나 이상의 조명 장치와 표면을 포함하는 구조물에 관한 것이며, 하나 이상의 고상 발광기가 조명되는 경우에(또는 전류가 하나 이상의 전력 라인에 공급되는 경우에), 조명 장치는 표면의 적어도 일부분을 조명한다.

또한, 본 발명은, 예를 들어, 구조물, 수영장 또는 스파(spa), 방, 창고, 표시기, 도로, 주차장, 차량, 도로 표지, 예를 들어, 도로 사인, 광고판, 선박, 장난감, 거울, 용기, 전자 장치, 보트, 비행기, 스타디움, 컴퓨터, 무선 오디오 장치, 무선 비디오 장치, 휴대폰, 나무, 창문(window), LCD 디스플레이, 동굴, 터널, 마당(yard), 램프포스트(lamppost) 등으로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 아이템을 포함하고 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 조명 장치 상에 또는 내부에 장착되는, 조명되는 영역에 관한 것이다.

본 발명에 따른 일부 실시예에서, 조명 장치는 하나 이상의 추가적인 백색 고상 발광기, 즉, 백색 또는 백색에 가까운 것으로 지각되는 광을 방출하는 장치(예를 들어, 청색 발광 다이오드 칩과 황색 루미퍼로 구성되는 패키징된 LED와 같이, 조명 및/또는 여기될 시, 백색 또는 백색에 가까운 것으로 지각되는 광의 조합을 방출하는 하나 이상의 루미퍼 및/또는 하나 이상의 발광 다이오드 칩을 내장하는 패키징된 LED)를 더 포함한다.

고상 발광기는 포화되거나 불포화될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "포화(saturated)"라는 용어는 적어도 85%의 순도를 갖는 것을 의미하고, "순도(purity)"라는 용어는 본 기술분야의 당업자에게 공지된 의미를 가지며, 순도를 계산하는 과정은 본 기술분야의 당업자에게 공지되어 있다.

본 발명과 관련된 태양은 1931 CIE(Commission International de I'Eclairage) 색도도 또는 1976 CIE 색도도로 대표될 수 있다. 도 1은 1931 CIE 색도도를 도시한다. 도 2는 1976 색도도를 도시한다. 도 3은 흑체 궤적을 포함하는 1976 색도도의 일부분을 도시한다. 본 기술분야의 당업자는 이들 색도도에 익숙하고, 이들 색도도는 (예를 들어, 인터넷에서 "CIE 색도도"를 검색함으로써) 쉽게 입수할 수 있다.

CIE 색도도는 (1931 색도도의 경우에서) x와 y의 2개의 CIE 파라미터로, 또는 (1976 색도도의 경우에서) u'와 v'의 2개의 CIE 파라미터로 인간의 색상 지각을 지도화(map out)한다. CIE 색도도의 기술적인 설명을 위해, 예를 들어, "물리 과학과 기술 백과사전(Encyclopedia of Physical Science and Technology)"의 7편 230-231페이지(vol. 7, 230-231) [메이어스, 로버트 에이.(MEYERS, Robert A.)에 의한 1987년 판]를 참조한다. 스펙트럼 색상은 윤곽 공간(outlined space)의 에지 주변에 분포되며, 인간의 눈에 의해 지각되는 모든 색조를 포함한다. 경계 라인은 스펙트럼 색상의 최대 포화를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 색도도 상의 유사한 거리가 지각된 색상의 유사한 차이를 나타내도록 1976 색도도가 변형되었다는 것을 제외하면, 1976 CIE 색도도는 1931 색도도와 유사하다.

1931 색도도에서, 색도도 상의 지점으로부터의 편차는 좌표 또는, 대안적으로, 지각된 색상의 차이의 크기에 대한 지시를 주기 위해서 맥아담 타원으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 1931 색도도 상의 좌표의 특정 세트에 의해 형성된 특정한 색조로부터의 10개의 맥아담 타원으로 형성되는 지점의 위치는, 통상의 범위까지 (그리고 또한 맥아담 타원의 다른 양에 의해 특정 색조로부터 이격되는 것으로 정의되는 지점의 위치에 대해) 특정한 색조와 구분되도록 각각 지각되는 색조로 이루어진다.

1976 색도도 상의 유사한 거리는 지각된 색상의 차이가 유사하다는 것을 나타내기 때문에, 1976 색도도 상의 지점으로부터의 편차는, 예를 들어, 지점으로부터의 거리 = (△u'² + △v'²)^1/2 와 같이 u'와 v'의 좌표로 표현될 수 있으며, 특정한 색조로부터 각각 통상의 거리에 있는 지점의 위치에 의해 정의되는 색조는 통상의 범위까지 특정한 색조와 구분되도록 각각 지각되는 색조로 이루어진다.

도 1 내지 도 3에 도시된 CIE 색도도와 색도 좌표는, 케이. 에이치. 버틀러(K. H. Butler)에 의한 "형광 램프 인광체(Fluorescent Lamp Phosphors)"(펜실베니아 주립 대학교 출판부, 1980년)의 98-107 페이지와, 블라세, 지.(BLASSE, G.) 등에 의한 "발광 재료(Luminescent Materials)"[스프링거-베르라그(Springer-Verlag), 1994년]의 109-110 페이지와 같은 많은 서적과 다른 발간물에서 상세히 설명되며, 이들 모두는 본 명세서에서 참고로 통합된다.

흑체 궤적을 따라 위치되는 색도 좌표(즉, 색상 지점)는 플랑크 방정식(Planck's equaton): E(λ) = Aλ^-5/(e^(B/T)-1) (여기서, E는 방출 강도, λ는 방출 파장, T는 흑체의 색상 온도, 및 A와 B는 상수)을 따른다. 흑체 궤적 근처 또는 흑체 궤적 상에 위치되는 색상 좌표는 인간 관찰자에게 좋은(pleasing) 백색 광을 준다. 1976 CIE 색도도는 흑체 궤적을 따른 온도 목록들을 포함한다. 이들 온도 목록들은 이러한 온도까지 증가하게 하는 흑체 복사체의 색상 경로를 보여준다. 가열된 물체가 빛을 냄에 따라, 처음에는 적색빛을 내고, 그리고 나서 황색빛을 내고, 이어서 백색이 되고, 마지막으로 청색빛을 낸다. 이것은, 빈의 변위 법칙(Wien Displacement Law)에 따라서, 흑체 복사체의 최대 복사와 관련된 파장이 온도가 증가함에 따라 점점 짧아지기 때문에 일어난다. 따라서, 흑체 궤적 근처 또는 흑체 궤적 상에 있는 광을 생성하는 발광체는 그들의 색상 온도로 기술될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면 및 본 발명의 다음의 상세한 설명을 참조하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다.

도 1은 1931 CIE 색도도를 도시한다.

도 2는 1976 색도도를 도시한다.

도 3은 흑채 궤적을 포함하는 1976 색도도의 일부분을 도시한다.

도 4는 본 발명에 따른 조명 장치의 제1 실시예를 도시한다.

도 5는 도 4에 도시된 실시예의 패키징된 LED(45)의 일부분의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 조명 장치의 제2 실시예를 도시한다.

도 7은 도 6에 도시된 실시예의 패키징된 LED(16a)의 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 조명 장치의 제3 실시예를 도시한다.

도 9는 본 발명에 따른 조명 장치의 제4 실시예의 패키징된 LED(16d)의 단면도이다.

도 10은 도 6에 도시된 장치의 회로의 일부를 개략적으로 나타낸 회로도이다.

본 발명은 이하 본 발명의 실시예들이 도시되는 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 기재될 것이다. 그러나, 본 발명은 본 명세서에 기술된 실시예들에 제한되 는 것으로 해석해서는 안된다. 오히려, 이들 실시예들은 본 발명의 개시가 철저하고 완전하며, 당업자에게 본 발명의 범주를 충분히 전달할 수 있도록 제공된다. 같은 부호는 전체를 통해 같은 구성요소를 칭한다. 본 명세서에서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 관련되는 열거된 항목들 중 하나 이상의 임의의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 단수 형태는 본문에서 명백히 다른 지시가 없는 한, 복수의 형태도 포함하도록 의도되는 것이다. 또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 본 명세서에 사용되는 경우에 언급된 특징, 완전체, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 특정하는 것이지만, 하나 이상의 다른 특징, 완전체, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 이들의 부가를 배제하지 않는 것으로 이해될 것이다.

"480nm 내지 490nm 고상 발광기"라는 표현은, 조명될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 모든 고상 발광기를 의미한다.

"580nm 내지 590nm 고상 발광기"라는 표현은, 조명될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 모든 고상 발광기를 의미한다.

본 명세서에서 층, 영역 또는 기재와 같은 요소가 다른 요소 "상에" 있거나 또는 "상으로" 연장되는 것으로 나타내는 경우, 이는 다른 요소 상에 직접 놓이거나 또는 다른 요소 상으로 직접 연장될 수 있거나, 또는 개재되는 요소들이 존재할 수도 있다. 대조적으로, 본 명세서에서 요소가 다른 요소 "상에 직접" 또는 "상으 로 직접" 연장되는 것으로 나타내는 경우, 개재되는 요소가 존재하지 않는다. 또한, 본 명세서에서 요소가 다른 요소에 "연결된" 또는 "결합된(coupled)" 것으로 나타내는 경우, 이는 다른 요소에 직접 연결되거나 또는 결합될 수 있거나, 또는 개재되는 요소가 존재할 수 있다. 대조적으로, 본 명세서에서 요소가 다른 요소에 "직접 연결된" 또는 "직접 결합된" 것으로 나타내는 경우, 개재되는 요소가 존재하지 않는다.

본 명세서에서 다양한 요소, 구성요소, 영역, 층, 섹션 및/또는 파라미터를 설명하기 위해 "제1", "제2" 등의 용어가 사용될 수 있지만, 이들 요소, 구성요소, 영역, 층, 섹션 및/또는 파라미터는 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 한다. 이들 용어들은 하나의 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션으로부터 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 후술된 제1 요소, 제1 구성요소, 제1 영역, 제1 층 또는 제1 섹션은 본 발명의 교시에서 벗어나지 않고, 제2 요소, 제2 구성요소, 제2 영역, 제2 층 또는 제2 섹션으로 지칭될 수 있다.

또한, "하부" 또는 "저면" 및 "상부" 또는 "상단"과 같은 상대적 용어는 도면에 예시된 바와 같은 다른 요소에 대한 하나의 요소의 관계를 설명하기 위해 본 명세서에 사용될 수 있다. 이러한 상대적 용어는 도면에서 도시된 배향에 부가하여 장치의 다른 배향들을 포괄하도록 의도된다. 예를 들어, 도면 내의 장치가 뒤집혀지는 경우, 다른 요소의 "하부" 측에 있는 것으로 설명된 요소는 이때 다른 요소의 "상부" 측에 배향된다. 그러므로, 예시적인 "하부"라는 용어는 도면의 특정 배향에 따라 "하부" 및 "상부"의 배향 양자 모두를 포괄할 수 있다. 유사하게, 도 면들 중 하나의 도면 내의 장치가 뒤집혀지는 경우, 다른 요소의 "아래" 또는 "밑"에 있는 것으로 설명된 요소는 이때 다른 요소의 "위"로 배향된다. 그러므로, 예시적인 "아래" 또는 "밑"이라는 용어는 위 및 아래의 배향 양자 모두를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은, "조명 장치"라는 표현은 장치가 광을 방출할 수 있다는 것을 제외하면, 제한되지 않는다. 즉, 조명 장치는 면적 또는 체적, 예를 들어, 구조물, 수영장 또는 스파, 방, 창고, 표시기, 도로, 주차 구역, 차량, 표지판, 예를 들어 도로 표지판, 광고판, 선박, 장난감, 거울, 배, 전자 장치, 보트, 항공기, 스타디움, 컴퓨터, 리모트 오디오 장치, 리모트 비디오 장치, 핸드폰, 나무, 창문, LCD 디스플레이, 동굴, 터널, 마당, 램프포스트를 조명하는 장치, 동봉물을 조명하는 장치 또는 장치의 어레이, 에지 또는 후방조명(예를 들어, 백 라이트 포스터, 표지판, LCD 디스플레이), 전구 대체품(예를 들어, AC 백열등, 저 전압 등, 형광등 등), 실외 조명을 위해 사용된 조명, 안전 조명을 위해 사용된 조명, 외부 주거 조명(벽 장착물, 포스트/컬럼 장착물), 천장 고정부/벽 촛대, 하부 캐비넷 조명, 램프(플로어 및/또는 테이블 및/또는 데스크)를 위한 조명, 조망 조명, 트랙 조명, 태스크 조명, 특별 조명, 천장 팬 조명, 기록/아트 디스플레이 조명, 고 진동/충격 조명-작업 조명 등, 거울/장식품 조명, 또는 임의의 다른 발광 장치를 위해 사용되는 장치 및 장치의 어레이일 수 있다.

"전류가 제1 전력 라인에 공급되는 경우에"라는 표현에서 사용된 "전류"라는 용어는 본 명세서에서 기술된 대응하는 범위의 주 파장(또는 정점 파장)을 갖는 광을 고상 발광기로 하여금 방출하도록 하기에 충분한 전기 전류를 의미한다.

"직접적으로 또는 스위칭 가능하게 전기적으로 연결된다"는 표현은 "직접적으로 전기적으로 연결된다" 또는 "스위칭 가능하게 전기적으로 연결된다"는 것을 의미한다.

하나 이상의 고상 발광기가 전력 라인에 "전기적으로 연결"된다는 본 명세서의 기재는 전류를 전력 라인에 공급함으로써 전류가 고상 발광기에 공급될 수 있다는 것을 의미한다.

하나 이상의 스위치가 전력 라인에 전기적으로 연결된다는 본 명세서의 기재는, 스위치(또는 스위치들)가 폐쇄되는 경우에 전류가 전력선을 통해 흐를 수 있고, 스위치(또는 하나 이상의 스위치들)가 개방되는 경우에 전류가 전력 라인을 통해 흐르는 것이 방지될 수 있다는 것을 의미한다.

장치 내의 2개의 구성요소들이 "스위칭 가능하게 전기적으로 연결된"이라는 본 명세서의 기재는 2개의 구성요소들 사이에 스위치가 위치되고, 스위치는 선택적으로 폐쇄되거나 개방되며, 스위치가 폐쇄되는 경우에 2개의 구성요소들은 전기적으로 연결되고, 스위치가 개방되는 경우에(즉, 스위치가 개방되는 임의의 시간 동안) 2개의 구성요소들은 전기적으로 연결되지 않는다는 것을 의미한다.

고상 발광기에 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같은, "조명(illumination)"[또는 "조명된(illuminated)"]이라는 표현은 고상 발광기로 하여금 적어도 일부 전자기 방사선을 방출하게 하도록 고상 발광기에 적어도 일부 전류가 공급되는 것을 의미하고, 방출된 방사선의 적어도 일부는 100nm 내지 1000nm 범위의 파장을 갖는다. "조명된"이라는 표현은 고상 발광기가 광을 연속적으로 방출 하거나, 광이 가시광이라면, 인간의 눈이 연속적으로 광을 방출하는 것으로 광을 지각하는 속도로 광을 간헐적으로 방출하는 경우, 또는 동일 색상 또는 다른 색상의 복수의 고상 발광기가, 광이 가시광이라면, 인간의 눈이 광을 연속적으로 방출하는 것으로 (그리고, 서로 다른 색상이 방출되는 경우 이들의 혼합으로서) 지각하는 방식으로 광을 간헐적으로 및/또는 교번적으로 ["온(on)" 시간의 중첩을 갖거나 그렇지 않은 상태로] 방출하는 경우를 포함한다.

"여기된(excited)"이라는 표현은 본 명세서에 루미퍼를 일컫는 것으로 사용될 시, 적어도 일부 전자기적 방사선(예를 들어, 가시 광, UV 광 또는 적외선)이 루미퍼에 접촉하여 루미퍼가 적어도 일부 광을 방출하게 한다는 것을 의미한다. "여기된"이라는 표현은, 루미퍼가 광을 연속적으로, 또는 인간 눈이 광을 연속적으로 방출하는 것으로 감지하도록 일정 비율로 간헐적으로 방출하는 경우, 또는 동일 색상 또는 상이한 색상의 복수의 루미퍼가 인간 눈이 광을 (상이한 색상를 방출하는 경우에는 그 상이한 색상의 조합으로서) 연속적으로 방출하는 것으로 감지하도록 광을 간헐적으로 및/또는 교호적으로[온 타임("on" time)에서 중첩되거나 중첩되지 않게] 방출하는 경우를 포함한다.

본 명세서에서 기술된 임의의 조명 장치에서, "그룹"의 고상 발광기(예를 들어, "제1 그룹의 고상 발광기")를 언급하는 경우에, 그룹은 단일 고상 발광기 또는 복수의 고상 발광기로 구성될 수 있다. 마찬가지로, "그룹"의 루미퍼(예를 들어, "제1 그룹의 루미퍼")를 언급하는 경우에, 그룹은 단일 루미퍼 또는 복수의 루미퍼로 구성될 수 있다.

달리 명시되지 않으면, 본 명세서에 사용된 (기술적 및 과학적 용어를 포함하는) 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 공통으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사전에 정의된 것들과 같은 용어들은 관련 기술 및 본 개시내용의 문맥에서 그 의미와 일관된 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않는 한, 이상화되거나 과도하게 공식적인 개념으로 해석되지 않을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 기술분야의 당업자는 다른 특징부에 "인접하여(adjacent)" 배치된 특징부 또는 구조물에 대한 언급은 인접한 특징부와 중첩되거나 근저에 있는 부분을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 명세서에 기술된 임의의 조명 장치에서, 조명 장치 내에 포함된 요소의 임의의 조합은 (예를 들어, 발광 다이오드 패키지로서) 함께 패키징될 수 있다.

본 발명에 따른 각각의 조명 장치 내에 수납된 루미퍼는 장치 내에 수납된 임의의 고상 발광기에 의해 방출된 임의의 광에 의해 및/또는 장치 내에 수납된 임의의 다른 루미퍼에 의해 방출된 임의의 광에 의해 여기될 수 있다. 광범위하고 다양한 설계가 쉽게 구상될 수 있고, 이들 모든 설계들은 본 발명에서 포함된다. 예를 들어, 단일 고상 발광기, 제1 루미퍼 및 제2 루미퍼를 포함하는 장치에서, 루미퍼들은 고상 발광기에 의해 방출된 광의 일부가 제1 루미퍼를 통과하여 제2 루미퍼를 여기하도록 위치설정될[예를 들어, "적층될(stacked)"] 수 있다. 대안적으로, 고상 발광기에 의해 방출된 모든 광은 제1 루미퍼 또는 제2 루미퍼 내에 흡수될 수 있거나(이에 의해 제1 루미퍼 및 제2 루미퍼를 여기시켜서, 제1 루미퍼 및 제2 루미퍼로 하여금 광을 방출하게 함), 혹은 고상 발광기에 의해 방출된 모든 광은 제1 루미퍼 내에 흡수될 수 있다(이에 의해 제1 루미퍼를 여기시켜서, 제1 루미퍼로 하여금 광을 방출하게 함). 유사하게, (고상 발광기에 의해 방출된 일부 또는 모든 광을 흡수하는 결과로서 여기됨에 따라) 제1 루미퍼에 의해 방출된 일부 또는 모든 광은 제2 루미퍼에 의해 흡수될 수 있거나 제2 루미퍼를 통과할 수 있다. 대안적으로, 루미퍼는 고상 발광기에 의해 방출된 광이 제2 루미퍼와 접촉하고 이어서 제1 루미퍼와 접촉하거나, 또는 임의의 다른 루미퍼를 사전에 통과하지 않으면서 임의의 루미퍼와 접촉하도록 구성될 수 있다. 또한, 각각에서 방출된 광의 특정 부분 또는 모두가 임의의 소정 부품과 접촉하거나 또는 임의의 다른 부품과 접촉하지 않으면서 조명 장치로부터 빠져나오도록, 임의의 원하는 방식으로 구성된 하나보다 많은 고상 발광기, 및/또는 하나보다 많은 제1 루미퍼 및/또는 제2 루미퍼가 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 장치에서 사용된 고상 발광기 및 본 발명에 따른 장치에서 사용된 루미퍼(또는 루미퍼들)은 당업자에게 잘 알려진 임의의 고상 발광기 및 루미퍼들 중에 선택될 수 있다. 광범위하고 다양한 이러한 고상 발광기 및 루미퍼는 당업자에게 잘 알려져 있고 쉽게 구할 수 있고, 그들 중 어느 것이 채용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 실행시키는데 사용될 수 있는 고상 발광기들 및 루미퍼들은,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치(LIGHTING DEVICE)"라는 제목으로 2005년 12월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/753,138 호[발명자: 네글리 제랄드 에이치.(NEGLEY, Gerald H.); 대리인 문서 번호 931_003 PRO]와, 2006년 12월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/614,180호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "공간적으로 분리하는 루미퍼 필름에 의한 LED 내의 이동 스펙트럼 콘텐트(SHIFTING SPECTRAL CONTENT IN LEDS BY SPARTIALLY SEPARATING LUMIPHOR FILMS)"라는 제목으로 2006년 4월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/794,379호[발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴(VAN DE VEN, Antony Paul); 대리인 문서 번호 931_006 PRO]와, 2007년 1월 19일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/624,811호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치(LIGHTING DEVICE)"라는 제목으로 2006년 5월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/808,702호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_009 PRO)와, 2007년 5월 22일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/751,982호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "고상 발광 장치 및 그 제조 방법(SOLID STATE LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MAKING SAME)"이라는 제목으로 2006년 5월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/808,925호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 헌터 닐; 대리인 문서 번호 931_010 PRO)와, 2007년 5월 24일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/753,103호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 제조 방법(LIGHTING DEVICE AND METHOD OF MAKING)"이라는 제목으로 2006년 5월 23일자 로 출원된 미국 특허 출원 제60/802,697호(발명자: 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_011 PRO)와, 2007년 5월 22일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/751,990호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE AND LIGHTING METHOD)"이라는 제목으로 2006년 4월 20일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/793,524호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_012 PRO)와, 2007년 4월 18일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/736,761호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE AND LIGHTING METHOD)"이라는 제목으로 2006년 8월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/839,453호(발명자들: 반 데 벤 안토니 폴 및 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_034 PRO)와, 2007년 8월 22일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/843,243호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 제조 방법(LIGHTING DEVICE AND METHOD OF MAKING SAME)"이라는 제목으로 2006년 10월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/851,230호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_041 PRO)와, 2007년 10월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/870,679호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE AND LIGHTING METHOD)"이라는 제목으로 2007년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/916,608호(발명자들: 반 데 벤 안토니 폴 및 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_072 PRO)와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "하나 이상의 루미퍼를 갖는 조명 장치 및 제작방법(ILLUMINATION DEVICE HAVING ONE OR MORE LUMIPHORS, AND METHODS OF FABRICATING SAME)"이라는 제목으로 2008년 1월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/017,676호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_079 NP)와, 2007년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/982,900호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_079 PRO)에서 기술되어 있다.

이러한 고상 발광기의 형태의 예들은 무기(inorganic) 발광 다이오드 및 유기(organic) 발광 다이오드를 포함하며, 다양한 각각의 무기 및 유기 발광 다이오드들은 본 기술 분야에 공지되어 있다.

하나 이상의 발광 재료는 소정의 발광 재료일 수 있다. 하나 이상의 발광 재료는 하향 변환 또는 상향 변환될 수 있거나, 또는 양쪽 형태들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 발광 재료는 인광체, 신틸레이터, 데이 글로우 테이프, 자외선 광으로 조명시 가시 스펙트럼에서 빛나는 잉크 등 중에 선택될 수 있다.

하나 이상의 발광 재료는 소정의 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 발광 요소는 실리콘 재료와 같은 수지[즉, 중합체 매트릭스(polymeric matrix)], 에폭시 재료, 실질적으로 투명한 유리 또는 금속 산화물 재료 내에 끼워 넣어질(embeded) 수 있다.

하나 이상의 루미퍼는 개별적으로 임의의 루미퍼일 수 있으며, 전술된 바와 같이, 광범위하고 다양한 루미퍼가 당업자에게 알려져 있다. 예를 들어, 루미퍼(들)(또는 각각의 루미퍼)는 하나 이상의 인광체를 포함할 수 있다(또는 필수적으로 구성될 수 있거나 또는 구성될 수 있다). 하나 이상의 루미퍼(또는 각각의 루미퍼)는, 필요하다면, 예를 들어 에폭시, 실리콘, 유리, 금속 산화물 또는 임의의 적합한 다른 물질로 이루어진 하나 이상의 고 투과성[예를 들어, 투명하거나 실질적으로 투명한 또는 다소 확산된(diffuse)] 바인더(binder)를 더 포함할 수 있다(또는 필수적으로 구성될 수 있거나 구성될 수 있다)(예를 들어, 하나 이상의 바인더를 포함하는 소정의 루미퍼 내에서, 하나 이상의 인광체가 하나 이상의 바인더 내부에 분산될 수 있다). 예를 들어, 일반적으로 루미퍼가 두꺼울수록, 인광체의 중량 퍼센트는 더욱더 낮아질 수 있다. 그러나, 루미퍼의 전체 두께에 따라, 인광체의 중량 퍼센트는 대체로 특정 값, 예를 들어, 0.1 중량 퍼센트 내지 100 중량 퍼센트[예를 들어, 순수한 인광체로 하여금 열간 정수압 공정(hot isostatic pressing procedure)을 받게 함으로써 형성된 루미퍼]일 수 있다.

본 발명에 따른 일부 실시예는 단일 루미퍼를 포함하는 반면에, 다른 실시예는 하나보다 많은 루미퍼를 포함한다. 하나보다 많은 루미퍼가 존재하는 경우에, 루미퍼는 소정의 구성으로 분리되거나 및/또는 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹의 루미퍼는 단일 제1 그룹 루미퍼로 이루어질 수 있고, 제2 그룹의 루미퍼는 단일 제2 그룹 루미퍼로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 제1 그룹의 루미퍼 및 제 2 그룹의 루미퍼는 단일 루미퍼(즉, 제1 그룹-제2 그룹 루미퍼")로 함께 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 조명 장치는 적어도 제1 혼합 루미퍼를 포함할 수 있고, 제1 혼합 루미퍼는 제1 그룹의 루미퍼 중 하나 이상과 제2 그룹의 루미퍼 중 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 본 명세서에서 특정한 바와 같은 다른 범위 내에서, 여기될 시, 광을 방출하는 2개 이상의 형태의 발광 파우더는 함께 혼합되어 단일 봉지재 구조 내에서 끼워 넣어질 수 있거나 및/또는 단일 봉지재 구조 내에서 다른 영역을 차지할 수 있다. 유사하게, 본 명세서에서 특정한 바와 같은 다른 범위 내에서, 여기될 시, 광을 방출하는 각각의 발광 파우더를 각각 포함하는, 2개 이상의 발광 요소는 단일 루미퍼의 다른 영역을 차지할 수 있다.

하나 이상의(또는 각각의) 루미퍼는, 독립적으로, 잘 알려진 임의의 개수의 첨가제, 예를 들어, 확산제(diffuser), 산란제(scatterer), 틴트(tint) 등을 더 포함할 수 있다.

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치(LIGHTING DEVICE)"라는 제목으로 2005년 12월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/753,138호(발명자: 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_003 PRO)와 2006년 12월 21일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/614,180호에서 개시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 하나 이상의 발광 다이오드 칩은 하나 이상의 루미퍼와 함께 패키지 내에 포함될 수 있으며, 패키지 내의 하나 이상의 루미퍼는 개선된 광 추출 효율을 달성하기 위해서 패키지 내의 하나 이상의 발광 다이오드 칩으로부터 이격될 수 있다.

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "공간적으로 분리하는 루미퍼 필름에 의한 LED 내의 이동 스펙트럼 콘텐트(SHIFTING SPECTRAL CONTENT IN LEDS BY SPARTIALLY SEPARATING LUMIPHOR FILMS)"라는 제목으로 2006년 4월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/794,379호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_006 PRO)와 2007년 1월 19일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/624,811호에서 개시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 2개 이상의 루미퍼들이 형성될 수 있고, 2개 이상의 루미퍼들은 서로 이격될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 한 세트의 평행한 고상 발광기 스트링들(즉, 서로 평행하게 배치된 고상 발광기의 2개 이상의 스트링들)은, 전류가 고상 발광기의 각각의 스트링들에 전력 라인을 통해 공급되도록 전력 라인과 직렬로 배치된다. 본 명세서에 사용된 바와 같은, "스트링(string)"이라는 표현은 2개 이상의 고상 발광기들이 직렬로 전기적으로 연결된다는 것을 의미한다. 이러한 실시예 일부에서, 각각의 스트링에서의 고상 발광기의 상대적인 양은 스트링에 따라 달라지며, 예를 들어, 제1 스트링은, 고상 발광기가 조명되면 480 내지 490의 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는 발광 물질을 여기시키는 제1 백분율의 고상 발광기(잔여부는 고상 발광기가 조명될 시 580 내지 590의 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는 발광 물질을 여기시키는 고상 발광기임)를 포함하며, 제2 스트링은 이러한 고상 발광기의 (제1 백분율과 상이한) 제2 백분율을 포함한다. 이렇게 함으로써 각각의 파장의 광의 상대적 강도를 쉽게 조정할 수 있으며, 이에 따라 CIE 다이어그램 내에서 효과적으로 진행하고 및/또는 다른 변경에 대해 보정하고 및/또는 색온도를 조정한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 고상 발광기들의 하나 이상의 각각의 스트링들에 직접적으로 또는 스위칭 가능하게 전기적으로 연결된 하나 이상의 전류 조절기들이 또한 제공됨으로써, 전류 조절기는 고상 발광기들의 하나 이상의 각각의 스트링들에 공급된 전류를 조절하도록 조정될 수 있다. 이러한 실시예들 중 일부의 실시예에서, 전류 조절기(들)는 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상에 하나 이상의 지점의 40개의 맥아담 타원(또는 20개의 맥아담 타원, 또는 10개의 맥아담 타원, 또는 5개의 맥아담 타원, 또는 3개의 맥아담 타원)들 내에서 혼합 광을 유지하도록 자동적으로 조절된다.

1931 CIE 색도도 상의 또는 1976 CIE 색도도 상의 흑체 궤적에 대한 근접(예를 들어, 맥아담 타원에서)의 견지에서 본 명세서에 기술된 특정 혼합 광에 관하여, 본 발명은 2426.85℃(2700K), 2726.85℃(3000K) 또는 3226.85℃(3500K)의 색상 온도를 갖는 흑체 궤적 상의 광의 부근에서의 이러한 혼합 광, 즉,

제1 라인 세그먼트, 제2 라인 세그먼트, 제3 라인 세그먼트, 제4 라인 세그먼트 및 제5 라인 세그먼트에 의해 둘러싸인 1931 CIE 색도도 상의 영역 내에 있는 지점을 형성하는 x, y 색상 좌표를 갖고, 제1 라인 세그먼트는 제1 지점을 제2 지점에 연결하고, 제2 라인 세그먼트는 제2 지점을 제3 지점에 연결하고, 제3 라인 세그먼트는 제3 지점을 제4 지점에 연결하고, 제4 라인 세그먼트는 제4 지점을 제5 지점에 연결하고, 제5 라인 세그먼트는 제5 지점을 제1 지점에 연결하며, 제1 지점 은 0.4578, 0.4101의 x, y 좌표를 갖고, 제2 지점은 0.4813, 0.4319의 x, y 좌표를 갖고, 제3 지점은 0.4562, 0.4260의 x, y 좌표를 갖고, 제4 지점은 0.4373, 0.3893의 x, y 좌표를 갖고, 제5 지점은 0.4593, 0.3944의 x, y 좌표를 갖는 혼합광[즉, 2426.85℃(2700K)에 근접]; 또는

제1 라인 세그먼트, 제2 라인 세그먼트, 제3 라인 세그먼트, 제4 라인 세그먼트 및 제5 라인 세그먼트에 의해 둘러싸인 1931 CIE 색도도 상의 영역 내에 있는 지점을 형성하는 x, y 색상 좌표를 갖고, 제1 라인 세그먼트는 제1 지점을 제2 지점에 연결하고, 제2 라인 세그먼트는 제2 지점을 제3 지점에 연결하고, 제3 라인 세그먼트는 제3 지점을 제4 지점에 연결하고, 제4 라인 세그먼트는 제4 지점을 제5 지점에 연결하고, 제5 라인 세그먼트는 제5 지점을 제1 지점에 연결하며, 제1 지점은 0.4338, 0.4030의 x, y 좌표를 갖고, 제2 지점은 0.4562, 0.4260의 x, y 좌표를 갖고, 제3 지점은 0.4299, 0.4165의 x, y 좌표를 갖고, 제4 지점은 0.4147, 0.3814의 x, y 좌표를 갖고, 제5 지점은 0.4373, 0.3893의 x, y 좌표를 갖는 혼합광[즉, 2726.85℃(3000K)에 근접]; 또는

제1 라인 세그먼트, 제2 라인 세그먼트, 제3 라인 세그먼트, 제4 라인 세그먼트 및 제5 라인 세그먼트에 의해 둘러싸인 1931 CIE 색도도 상의 영역 내에 있는 지점을 형성하는 x, y 색상 좌표를 갖고, 제1 라인 세그먼트는 제1 지점을 제2 지점에 연결하고, 제2 라인 세그먼트는 제2 지점을 제3 지점에 연결하고, 제3 라인 세그먼트는 제3 지점을 제4 지점에 연결하고, 제4 라인 세그먼트는 제4 지점을 제5 지점에 연결하고, 제5 라인 세그먼트는 제5 지점을 제1 지점에 연결하며, 제1 지점 은 0.4073, 0.3930의 x, y 좌표를 갖고, 제2 지점은 0.4299, 0.4165의 x, y 좌표를 갖고, 제3 지점은 0.3996, 0.4015의 x, y 좌표를 갖고, 제4 지점은 0.3889, 0.3690의 x, y 좌표를 갖고, 제5 지점은 0.4147, 0.3814의 x, y 좌표를 갖는 혼합광[즉, 3226.85℃(3500K)에 근접]에 관한 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 하나 이상의 각각의 스트링들에 전기적으로 연결된 하나 이상의 스위치들이 또한 제공됨으로써, 스위치는 각각의 스트링 상의 고상 발광기(들)로의 전류를 선택적으로 흐르게 하고 차단한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 하나 이상의 전류 조절기 및/또는 하나 이상의 스위치는 조명 장치로부터의 출력에서의 검출된 변화(예를 들어, 흑체 궤적으로부터의 편차 범위)에 응답하여 또는 (예를 들어, 조합되어 방출되는 광의 상관 색상 온도를 변경하는 것과 같이, 낮 또는 밤 시간에 기초한) 소정의 패턴(pattern)에 따라 하나 이상의 각각의 스트링을 통과하는 전류를 자동적으로 차단하거나 및/또는 조절한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 온도를 검출하고, 온도가 변화될 때 하나 이상의 전류 조절기 및/또는 하나 이상의 스위치로 하여금 그러한 온도 변화를 보정하기 위해서 하나 이상의 각각의 스트링을 통과하는 전류를 자동적으로 차단 및/또는 조절하게 하는 하나 이상의 서미스터(thermistor)가 또한 제공된다.

본 발명에 따른 일부 조명 장치에서, 하나 이상의 회로 소자 부품들, 예를 들어, 조명 장치 내의 하나 이상의 고상 발광기 중 하나 이상의 고상 발광기를 통과하는 전류를 공급하고 제어하기 위한 구동 전자부품(drive electronics)을 또한 포함한다. 당업자들은 고상 발광기를 통과하는 전류를 공급하고 제어하는 광범위하고 다양한 방법에 익숙하며, 그러한 임의의 방법이 본 발명의 장치 내에 채용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 회로 소자는 하나 이상의 접점, 하나 이상의 리드프레임(leadframe), 하나 이상의 전류 조절기, 하나 이상의 전력 제어기, 하나 이상의 전압 제어기, 하나 이상의 부스트(boost), 하나 이상의 커패시터(capacitor) 및/또는 하나 이상의 브리지 정류기(bridge rectifier)를 포함할 수 있으며, 당업자들은 그러한 부품들에 익숙하고 전류 유동 특성에 필요한 것이 무엇이든 간에 부합하는 적절한 회로 소자를 쉽게 설계할 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 실행하는데 사용될 수 있는 회로 소자는,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "냉각부를 갖는 조명 장치(LIGHTING DEVICE WITH COOLING)"라는 제목으로 2006년 6월 1일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제60/809,959호(발명자들: 콜맨 토마스 지., 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_007 PRO)와, 2007년 1월 24일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/626,483호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE AND METHOD OF LIGHTING)"이라는 제목으로 2006년 5월 31일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제60/809,595호(발명자: 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_018 PRO)와, 2007년 5월 30일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/755,162호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "낮은 측면 MOSFET 전류 제어를 갖는 부스트/플라이백 전력 공급 위상(BOOST/FLYBACK POWER SUPPLY TOPOLOGY WITH LOW SIDE MOSFET CURRENT CONTROL)"이라는 제목으로 2006년 9월 13일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제60/844,325호[발명자: 마이어스 피터 자이(MYERS, Peter Jay); 대리인 문서 번호 931_020 PRO]와, "전기 전력을 로드에 공급하기 위한 회로 소자(CIRCUITRY FOR SUPPLYING ELECTRICAL POWER TO LOADS)"라는 제목으로 2007년 9월 13일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/854,744호와,

"고상 발광기를 포함하는 조명 장치용 전력 변환을 위한 장치 및 방법(DEVICES AND METHODS FOR POWER CONVERSION FOR LIGHTING DEVICES WHICH INCLUDE SOLID STATE LIGHT EMITTERS)"이라는 제목으로 2007년 6월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/943,910호(발명자: 마이어스 피터 자이; 대리인 문서 번호 931_076 PRO)와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "고상 조명 장치 및 제조 방법(SOLID STATE LIGHTING DEVICES AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME)"이라는 제목으로 2007년 11월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/990,724호[발명자들: 네글리 제랄드 에이치., 반 데 벤 안토니 폴, 비어드 케네스 알.(BYRD, Kenneth R.) 및 마이어스 피터 자이; 대리인 문서 번호 931_082 PRO]와, 2008년 4월 1일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/041,404호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "주파수 변환식 감광 신호 발생(FREQUENCY CONVERTED DIMMING SIGNAL GENERATION)"이라는 제목으로 2008년 1월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/022,886호[발명자들: 마이어스 피터 자이, 해리스 마이클(HARRIS, Michael) 및 기븐 테리(GIVEN, Terry); 대리인 문서 번호 931_085 PRO]와, 2008년 3월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/039,926호에서 기술되어 있다.

또한, 당업자는 많은 다른 형태의 조명을 위한 광범위하고 다양한 장착 구조물에 익숙하고, 임의의 이러한 구조물들은 본 발명에 따라 사용될 수 있다.

예를 들어, 본 발명을 실행하는데 사용될 수 있는 설비(fixtures), 다른 장착 구조물 및 완전한 조명 조립체들은,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치(LIGHTING DEVICE)"라는 제목으로 2005년 12월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/752,753호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치., 반 데 벤 안토니 폴 및 헌터 닐; 대리인 문서 번호 931_002 PRO)와, 2006년 12월 20일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/613,692호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치(LIGHTING DEVICE)"라는 제목으로 2006년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/798,446호(발명자: 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_008 PRO)와, 2007년 5월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/743,754호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE AND METHOD OF LIGHTING)"이라는 제목으로 2006년 5월 31일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/809,618호[발명자들: 네글리 제랄드 에이치., 반 데 벤 안토니 폴 및 콜맨 토마스 지.(COLEMAN, Thomas G.); 대리인 문서 번호 931_017 PRO]와, 2007년 5월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/755,153호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치, 조명 조립체, 설비 및 그들의 사용 방법(LIGHTING DEVICES, LIGHTING ASSEMBLIES, FIXTURES AND METHODS OF USING SAME)"이라는 제목으로 2006년 9월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/845,429호(발명자: 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_019 PRO)와, 2007년 9월 17일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/856,421호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 조립체, 조명 조립체 설치 방법 및 조명 교체 방법(LIGHTING ASSEMBLIES, METHODS OF INSTALLING SAME, AND METHODS OF REPLACING LIGHTS)"이라는 제목으로 2006년 9월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/846,222호(발명자들: 반 데 벤 안토니 폴 및 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_021 PRO)와, 2007년 9월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/859,048호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치, 조명된 동봉물 및 조명 방법(LIGHTING DEVICE, ILLUMINATED ENCLOSURE AND LIGHTING METHODS)"이라는 제목으로 2006년 11월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/858,558호(발명자: 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_026 PRO)와, 2007년 11월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/939,047호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 엔진 조립체(LIGHT ENGINE ASSEMBLIES)"라는 제목으로 2006년 11월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/858,881호[발명자들: 픽카드 폴 케네스(PICKARD, Paul Kenneth) 및 트롯트 개리 데이비드(TROTT, Gary David); 대리인 문서 번호 931_036 PRO)와, 2007년 11월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/939,052호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 조립체 및 조명 조립체용 부품들(LIGHTING ASSEMBLIES AND COMPONENTS FOR LIGHTING ASSEMBLIES)"이라는 제목으로 2006년 11월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/859,013호(발명자들: 트롯트 개리 데이비드 및 픽카드 폴 케네스; 대리인 문서 번호 931_037 PRO)와, 2007년 4월 18일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제11/736,799호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 장치 및 조명 장치 하우징 내의 트림 요소 및/또는 광 엔진 하우징 설치 방법(LIGHTING DEVICES AND METHODS OF INSTALLING LIGHT ENGINE HOUSINGS AND/OR TRIM ELEMENTS IN LIGHTING DEVICE HOUSINGS)"이라는 제목으로 2006년 10월 23일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제60/853,589호(발명자들: 트롯트 개리 데이비드 및 픽카드 폴 케네스; 대리인 문서 번호 931_038 PRO)와, 2007년 10월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/877,038호와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "액세서리 부착물을 갖는 LED 다운라이트(LED DOWNLIGHT WITH ACCESSORY ATTACHMENT)"라는 제목으로 2006년 11월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/861,901호[발명자들: 트롯트 개리 데이비드, 픽카드 폴 케네스 및 아담스 에드(ADAMS, Ed); 대리인 문서 번호 931_044 PRO]와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 설비, 조명 장치 및 그들을 위한 부품들(LIGHT FIXTURES, LIGHTING DEVICES, AND COMPONENTS FOR THE SAME)"라는 제목으로 2007년 5월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/916,384호(발명자들: 픽카드 폴 케네스, 트롯트 개리 데이비드 및 아담스 에드; 대리인 문서 번호 931_055 PRO)와, 2007년 11월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/948,041호(발명자들: 트롯트 개리 데이비드, 픽카드 폴 케네스 및 아담스 에드; 대리인 문서 번호 931_055 NP)와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 설비(LIGHTING FIXTURE)"라는 제목으로 2007년 5월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/916,030호[발명자들: 픽카드 폴 케네스, 레이 제임스 마이클(LAY, James Michael) 및 트롯트 개리 데이비드; 대리인 문서 번호 931_069 PRO]와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 설비 및 조명 장치(LIGHT FIXTURES AND LIGHTING DEVICES)"라는 제목으로 2007년 5월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/916,407호(발명자들: 트롯트 개리 데이비드 및 픽카드 폴 케네스; 대리인 문서 번호 931_071 PRO)와,

본 명세서에 의해 참고문헌으로 전체 내용이 인용되는, "조명 설비 및 조명 장치(LIGHT FIXTURES AND LIGHTING DEVICES)"라는 제목으로 2008년 2월 15일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/029,068호(발명자들: 픽카드 폴 케네스 및 트롯트 개리 데이비드; 대리인 문서 번호 931_086 PRO)와, 2008년 3월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/037,366호에서 기술되어 있다.

본 발명에 따른 일부 조명 장치에서는, 하나 이상의 전원 소스, 예를 들어, 하나 이상의 배터리 및/또는 태양 전지 및/또는 하나 이상의 표준 AC 전원 플러그가 더 포함된다.

본 발명에 따른 조명 장치는 임의의 소정 개수의 고상 발광기 및 루미퍼를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조명 장치는 50 개 이상의 고상 발광기를 포함할 수 있거나, 또는 100 개 이상의 고상 발광기 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 조명 장치에는 가시광의 소스가 배열되고 장착되어 임의의 원하는 방식으로 전기를 공급받을 수 있으며, 상기 가시광 소스는 임의의 원하는 하우징 또는 설비 상에 장착될 수 있다. 적합한 구성의 대표적인 예는,

본 명세서에 의해 전체 내용이 참조로 인용되는, "결함 허용 발광기, 결함 허용 발광기를 포함하는 시스템 및 결함 허용 발광기 제작 방법(FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS, SYSTEMS INCORPORATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS AND METHODS OF FABRICATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS)"이라는 제목으로 2008년 1월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/017,558호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_056 NP)와, "고전압 고상 발광기(HIGH VOLTAGE SOLID STATE LIGHT EMITTER)"이라는 제목으로 2007년 1월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/885,937호(발명자: 네글리 제랄드 에이치.; 대리인 문서 번호 931_056 PRO)와, "결함 허용 발광기, 결함 허용 발광기를 포함하는 시스템 및 결함 허용 발광기 제작 방법(FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS, SYSTEMS INCORPORATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS AND METHODS OF FABRICATING FAULT TOLERANT LIGHT EMITTERS)"이라는 제목으로 2007년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/982,892호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_056 PRO2)와, 2007년 11월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/986,662호(대리인 문서 번호 931_056 PRO3)와,

본 명세서에 의해 전체 내용이 참조로 인용되는, "발광 장치의 외부로 상호연결된 어레이를 이용하는 조명 장치와 제작 방법(ILLUMINATION DEVICES USING EXTERNALLY INTERCONNECTED ARRAYS OF LIGHT EMITTING DEVICES, AND METHODS OF FABRICATING SAME)"이라는 제목으로 2008년 1월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/017,600호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_078 NP)와, 2007년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/982,909호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_078 PRO)와, 2007년 11월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/986,795호(대리인 문서 번호 931_078 PRO2)와,

본 명세서에 의해 전체 내용이 참조로 인용되는, "하나 이상의 루미퍼를 갖는 조명 장치 및 제작 방법(ILLUMINATION DEVICE HAVING ONE OR MORE LUMIPHORS, AND METHODS OF FABRICATING SAME)"이라는 제목으로 2008년 1월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/017,676호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_079 NP)와, 2007년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/982,900호(발명자들: 네글리 제랄드 에이치. 및 반 데 벤 안토니 폴; 대리인 문서 번호 931_079 PRO)에서 기술되어 있다.

또한, 당업자라면 광범위하고 다양한 장치배열, 장착 설계, 전원 공급 장치, 하우징 및 설비에 익숙하고, 임의의 이러한 장치 배열, 설계, 장치, 하우징 및 설비는 본 발명과 관련하여 채용될 수 있다. 본 발명의 조명 장치는 임의의 원하는 전원 소스에 전기 연결(또는 선택적으로 연결)될 수 있으며, 당업자라면 이러한 다양한 전원 소스에 익숙하다.

본 발명에 따른 장치는 하나 이상의 수명이 긴 냉각 장치(예를 들어, 극히 긴 수명의 팬)를 더 포함할 수 있다. 그러한 수명이 긴 냉각 장치는 "중국식 부채(Chinese fan)"처럼 공기를 움직이는 압전 또는 자기변형 재료(예를 들어, MR, GMR 및/또는 HMR 재료)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 장치를 냉각하는데 있어서, 일반적으로 10℃ 내지 15℃의 온도 강하를 유도하는 데는 경계층을 깨기에 충분한 만큼의 공기만이 요구된다. 따라서, 이러한 경우에, 강한 "바람(breezes)" 또는 큰 유체 유동 속도(큰 CFM)는 일반적으로 요구되지 않는다(따라서, 통상적인 팬이 필요하지 않음).

본 발명에 따른 장치는 방출된 광의 투사된 특성을 더 변경하도록 2차 광학계를 더 포함할 수 있다. 이러한 2차 광학계는 당업자에게 잘 알려져 있어서, 본 명세서에 상세히 설명될 필요가 없고, 필요하다면, 임의의 이러한 2차 광학계가 채용될 수 있다.

본 발명의 따른 장치는 센서 또는 충전 장치 또는 카메라 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 당업자는 하나 이상의 사건(예를 들어, 물체 또는 인간의 동작을 검출하는 동작 검출)을 검출하고 이러한 검출에 응답하여 광의 조명, 보안 카메 라의 작동 등을 촉발하는 장치에 익숙하며 용이하게 접근할 수 있다. 대표적인 예로서, 본 발명에 따른 장치는 본 발명에 따른 조명 장치와 동작 센서를 포함할 수 있고, (1) 광이 조명되는 동안, 동작 센서가 움직임을 검출하면, 보안 카메라가 검출된 동작의 위치에서 또는 그 주위에서 시각 데이터를 기록하도록 작동되고, (2) 동작 센서가 움직임을 검출하면, 검출된 동작의 위치 근처의 영역을 조명하도록 광이 조명되고 보안 카메라가 검출된 동작의 위치에서 또는 그 주위 등에서 시각 데이터를 기록하도록 작동되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예들이 본 발명의 이상적인 실시예의 개략적 도면인 단면도(및/또는 평면도)를 참조하여 본 명세서에 기술된다. 따라서, 예를 들어 제조 기술 및/또는 공차(tolerances)의 결과로서 도면 형상으로부터 변형이 예상된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상으로 제한되는 것으로 해석되지 않지만, 예를 들어 제조로부터 기인한 형상의 변형을 포함하도록 해석되어야 한다. 예를 들어, 직사각형으로 도시되거나 기술된 성형 영역은 전형적으로 둥글거나 절곡된 형상부를 가질 것이다. 따라서, 형상부에서 도시된 영역은 사실상 개략적으로 나타내지며, 그 형상은 장치의 영역의 정확한 형상을 도시하는 것으로 의도되지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 조명 장치의 제1 실시예를 도시한다.

도 4를 참조하면, (알루미늄으로 형성된) 열 확산 요소(11), [당업자에게 광범위하고 다양하게 공지되어 있으며 열 전도성이 있고 전기 전도성이 없는, 예를 들어, 실리콘 카바이드, 다이아몬드, 입방형 붕소 질화물(cubic boron nitride), 알루미나 등으로 선택적으로 충진된 실리콘, 에폭시 또는 세라믹과 같은 임의의 원하는 재료를 포함하는] 절연 영역(12), (알루미늄 열 확산 요소의 표면을 연마함으로써 제 위치에 형성되거나 [일본 회사인 후루까와(Furukawa)에 의해 판매되는] MCPET^®로 이루어진) 고반사성 표면(13), 구리로 형성된 도전성 트레이스(14), 은 도금 구리(또는 은 도금 연강)로 형성된 리드 프레임(15), (이하에 더욱 상세하게 기술되는) 패키징된 LED(45), 확산 광 산란 표면(diffuse light scattering surface)을 갖춘 (MCPET^®로 이루어진) 반사성 콘(reflective cone, 17) 및 확산 요소(18)[확산 요소(18)는 광 산란 기능을 수행함]를 포함하는 조명 장치(10)가 도시되어 있다. 확산 요소(18)는 표면 형상부를 갖는 유리 또는 플라스틱으로 이루어진다. 도 4에 도시된 장치는 도전성 트레이스(14)를 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)(28)을 더 포함한다.

제1 패키징된 LED(45)의 일부가 도 5에 도시되며, LED 칩(46), 제1 루미퍼(53) 및 제2 루미퍼(51)를 포함한다. LED 칩(46)은 조명될 시 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출한다. 제1 루미퍼(53)는 여기될 시 약 480nm 내지 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출한다. 제2 루미퍼(51)는 여기될 시 약 580nm 내지 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출한다.

열 확산 요소(11)는 열을 밖으로 확산시키고, 열 싱크로서 작용하며, LED로부터의 열을 방산하는 기능을 한다. 마찬가지로, 반사성 콘(17)은 열 싱크로서 기능한다.

제1 패키징된 LED(45)에 의해 방출된 조명 장치(10)에서 빠져나오는 광의 조합은, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 10개의 맥아담 타원 내에 있는 1931 CIE 색도도 상의 지점에 대응한다.

도 6은 본 발명에 따른 조명 장치의 제2 실시예를 도시한다. 도 6에 도시된 장치는 제1 패키징된 LED(16a)와 제2 패키징된 LED(16b)를 포함한다. 제1 패키징된 LED(16a)(도 7에 도시됨)는 LED 칩(31)과 루미퍼(35a)를 포함한다. LED 칩(31)은 조명될 시 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출한다. 제1 루미퍼(35a)는 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출한다. 제2 패키징된 LED(16b)는 제1 루미퍼(35a) 대신에, 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 루미퍼를 포함한다는 것을 제외하고는 제1 패키징된 LED(16a)와 유사하다.

도 8은 본 발명에 따른 조명 장치의 제3 실시예를 도시한다. 도 8에 도시된 장치는 패키징된 LED(16c)를 포함한다. 패키징된 LED(16c)는 제1 루미퍼(35a) 대신에, 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 발광 물질과, 여기될 시 약 580nm 내지 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 발광 물질의 조합을 포함하는 루미퍼를 포함한다는 것을 제외하고는 패키징된 LED(16a)와 유사하다.

본 발명에 따른 조명 장치의 제4 실시예는 제1 패키징된 LED(16a) 대신에, (1) 조명될 시 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하는 LED 칩과, (2) 여기될시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 루미 퍼를 포함하는 패키징된 LED(16b)를 포함하며, 제2 패키징된 LED(16b) 대신에, 조명될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 LED 칩(21)을 포함하는 패키징된 LED(16d)(도 9에 도시됨)[패키징된 LED(16d)는 어떠한 발광 물질도 포함하지 않음]를 포함한다는 것을 제외하고는, 도 6에 도시된 장치와 유사하다.

본 발명에 따른 조명 장치의 제5 실시예는 패키징된 LED(16b) 대신에, (1) 조명될 시 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하는 LED 칩과, (2) 여기될시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 루미퍼를 포함하는 패키징된 LED를 포함하며, 패키징된 LED(16d) 대신에, 조명될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하는 LED 칩을 포함하는 패키징된 LED를 포함한다는 것을 제외하고는, 제4 실시예와 유사하다.

도 10은 도 6에 도시된 장치 내의 회로 소자의 일부분의 개략적인 전기 선도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 조명 장치는 LED(16a)의 제1 스트링(41), LED(16b)의 제2 스트링(42), 및 LED(16a)와 LED(16b)의 조합을 포함하는 제3 스트링(43)을 포함하고, 스트링들은 서로 평행하게 구성되고 공통의 전력 라인(44)에 전기적으로 연결된다. 각각의 스트링은 각각의 전류 조절기(45, 46, 47)를 포함한다.

본 명세서에 기술된 장치의 임의의 2개 이상의 구조적 부품이 통합될 수 있다. 본 명세서에 기술된 장치의 임의의 구조적 부품이 2개 이상의 부품에 제공될 수 있다(필요하다면, 함께 보유될 수 있음).

또한, 본 발명의 임의의 실시예는 요소들의 특정 조합을 참조하여 예시되었으며, 또한 본 발명의 교시를 벗어나지 않고 다양한 다른 조합들이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 기술되고 도면에 예시된 특정한 예시적 실시예에 한정되지 않을 뿐 아니라 다양한 예시된 실시예의 구성요소들의 조합을 포함할 수 있다.

본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시 내용의 이점을 제공하는 많은 변경 및 수정이 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 그러므로, 예시된 실시예들은 단지 예시의 목적으로 개시되었으며, 하기의 청구범위에 의해 한정된 바와 같은 본 발명을 제한하는 것으로 취급되지 않아야 한다. 그러므로, 하기의 청구범위는 글자 그대로 개시된 요소의 조합뿐만 아니라 실질적으로 동일한 결과를 얻도록 실질적으로 동일한 방법으로 실질적으로 동일한 기능을 수행하기 위한 모든 등가 요소를 포함하는 것으로 이해된다. 따라서, 본 청구범위는 구체적으로 예시되고 전술된 것, 개념적으로 동등한 것, 그리고 또한 본 발명의 필수적인 아이디어를 통합하는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

조명 장치이며,

제1 그룹의 고상 발광기와,

제1 발광 물질과,

제2 발광 물질을 포함하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제1 발광 물질은 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제2 발광 물질은 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시, (1) 상기 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 상기 제1 발광 물질에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 상기 제2 발광 물질에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는

조명 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기는 단일 고상 발광기로 이루어진

조명 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기는 복수의 고상 발광기를 포함하는

조명 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 발광 다이오드를 포함하는

조명 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함되는

조명 장치.
제5항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 상기 제1 패키지는 상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상과 적어도 상기 제1 루미퍼를 포함하는

조명 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함되는

조명 장치.
제7항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 상기 제1 패키지는 상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상과 적어도 상기 제1 루미퍼를 포함하는

조명 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발광 물질과 상기 제2 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함되는

조명 장치.
제9항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 상기 제1 패키지는 상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상과 적어도 상기 제1 루미퍼를 포함하는

조명 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함되고, 상기 제2 발광 물질은 적어도 제2 루미퍼에 포함되는

조명 장치.
제11항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 상기 제1 패키지는 상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상과 상기 제1 루미퍼와 상기 제2 루미퍼를 포함하는

조명 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 380nm 내지 약 430nm의 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하는

조명 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명 장치는 봉지재를 더 포함하며 패키징된 고상 발광기의 형태를 갖는

조명 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 전력 라인, 제2 전력 라인 및 적어도 제1 전류 조절기를 더 포함하고,

적어도 제1 고상 발광기는 상기 제1 전력 라인에 전기적으로 연결되고,

적어도 제2 고상 발광기는 상기 제2 전력 라인에 전기적으로 연결되고,

상기 제1 발광 물질의 적어도 일부분은 상기 제1 고상 발광기가 조명될 시 여기되고,

상기 제2 발광 물질의 적어도 일부분은 상기 제2 고상 발광기가 조명될 시 여기되고,

상기 제1 전류 조절기는 상기 제1 전력 라인과 상기 제2 전력 라인 중 하나 이상에 공급되는 전류가 변화하도록 조정가능한

조명 장치.
조명 장치이며,

제1 그룹의 고상 발광기와,

제2 그룹의 고상 발광기와,

제1 발광 물질을 포함하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제2 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제1 발광 물질은 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기와 상기 제2 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시, (1) 상기 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 상기 제2 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 상기 제1 발광 물질에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는

조명 장치.
제16항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기는 단일 고상 발광기로 이루어진

조명 장치.
제16항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기는 복수의 고상 발광기를 포함하는

조명 장치.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 그룹의 고상 발광기는 단일 고상 발광기로 이루어진

조명 장치.
제16항 내지 제19항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 발광 다이오드를 포함하는

조명 장치.
제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함되는

조명 장치.
제21항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 상기 제1 패키지는 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상과 적어도 상기 제1 루미퍼를 포함하는

조명 장치.
제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 전력 라인, 제2 전력 라인 및 적어도 제1 전류 조절기를 더 포함하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 상기 제1 전력 라인에 전기적으로 연결되고,

상기 제2 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 상기 제2 전력 라인에 전기적으로 연결되고,

상기 제1 발광 물질의 적어도 일부분은 상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 상기 하나가 조명될 시 여기되고,

상기 제1 전류 조절기는 상기 제1 전력 라인과 상기 제2 전력 라인 중 하나 이상에 공급되는 전류가 변화하도록 조정가능한

조명 장치.
조명 장치이며,

제1 그룹의 고상 발광기와,

제2 그룹의 고상 발광기와,

제1 발광 물질을 포함하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제2 그룹의 고상 발광기 각각은 조명될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제1 발광 물질은 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파 장을 갖는 광을 방출하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기와 상기 제2 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시, (1) 상기 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 상기 제2 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 상기 제1 발광 물질에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는

조명 장치.
제24항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기는 단일 고상 발광기로 이루어진

조명 장치.
제24항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기는 복수의 고상 발광기를 포함하는

조명 장치.
제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 그룹의 고상 발광기는 단일 고상 발광기로 이루어진

조명 장치.
제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 발광 다이오드를 포함하는

조명 장치.
제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발광 물질은 적어도 제1 루미퍼에 포함되는

조명 장치.
제29항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 패키지를 포함하고, 상기 제1 패키지는 상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상과 적어도 상기 제1 루미퍼를 포함하는

조명 장치.
제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명 장치는 적어도 제1 전력 라인, 제2 전력 라인 및 적어도 제1 전류 조절기를 더 포함하고,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 상기 제1 전력 라인에 전기적으로 연결되고,

상기 제2 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 상기 제2 전력 라인에 전기적으로 연결되고,

상기 제1 발광 물질의 적어도 일부분은 상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 상기 하나가 조명될 시 여기되고,

상기 제1 전류 조절기는 상기 제1 전력 라인과 상기 제2 전력 라인 중 하나 이상에 공급되는 전류가 변화하도록 조정가능한

조명 장치.
조명 방법이며,

제1 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제1 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계와,

제1 그룹의 루미퍼 각각이 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계와,

제2 그룹의 루미퍼 각각이 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제2 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계를 포함하고,

(1) 상기 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 상기 제1 그룹의 루미퍼에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 상기 제2 그룹의 루미퍼에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상 의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는

조명 방법.
제32항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 발광 다이오드를 포함하는

조명 방법.
제32항 또는 제33항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 상기 제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는

조명 방법.
제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 상기 제1 그룹의 루미퍼의 적어도 일부를 여기시키고,

상기 제2 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 상기 제2 그룹의 루미퍼의 적어도 일부를 여기시키는

조명 방법.
조명 방법이며,

제1 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제1 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계와,

제2 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제2 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계와,

제1 그룹의 루미퍼 각각이 여기될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계를 포함하고,

(1) 상기 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 상기 제2 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 상기 제1 그룹의 루미퍼에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는

조명 방법.
제36항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 발광 다이오드를 포함하는

조명 방법.
제36항 또는 제37항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 상기 제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는

조명 방법.
조명 방법이며,

제1 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시 자외선 범위 또는 근자외선 범위에서 정점 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제1 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계와,

제2 그룹의 고상 발광기 각각이 조명될 시 약 580nm 내지 약 590nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제2 그룹의 고상 발광기를 조명하는 단계와,

제1 그룹의 루미퍼 각각이 여기될 시 약 480nm 내지 약 490nm의 범위에서 주 파장을 갖는 광을 방출하도록, 제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는 단계를 포함하고,

(1) 상기 제1 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (2) 상기 제2 그룹의 고상 발광기에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광과, (3) 상기 제1 그룹의 루미퍼에 의해 방출된 상기 조명 장치에서 빠져나오는 광의 조합은, 어떠한 추가 광도 없을 시, 1931 CIE 색도도 상의 흑체 궤적 상의 하나 이상의 지점의 20개의 맥아담 타원 내부에 있는 지점을 형성하는 1931 CIE 색도도 상의 x, y 좌표를 갖는 혼합 조명을 발생시키는

조명 방법.
제39항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 중 하나 이상은 발광 다이오드를 포함하는

조명 방법.
제39항 또는 제40항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기로부터 방출된 광은 상기 제1 그룹의 루미퍼를 여기시키는

조명 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 각각이 조명되면 상기 조합은 85 이상의 CRI Ra를 갖는

조명 장치.
제16항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 그룹의 고상 발광기 각각과 상기 제2 그룹의 고상 발광기 각각이 조명되면 상기 조합은 85 이상의 CRI Ra를 갖는

조명 장치.
제32항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조합은 85 이상의 CRI Ra를 갖는

조명 방법.