KR20140097328A - 다수 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치 - Google Patents

다수 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140097328A
KR20140097328A KR1020147015515A KR20147015515A KR20140097328A KR 20140097328 A KR20140097328 A KR 20140097328A KR 1020147015515 A KR1020147015515 A KR 1020147015515A KR 20147015515 A KR20147015515 A KR 20147015515A KR 20140097328 A KR20140097328 A KR 20140097328A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solid state
state light
light emitter
wavelength
conversion material
Prior art date
Application number
KR1020147015515A
Other languages
English (en)
Inventor
폴 케네스 피커드
제랄드 에이치. 네글리
Original Assignee
크리, 인코포레이티드
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 크리, 인코포레이티드 filed Critical 크리, 인코포레이티드
Publication of KR20140097328A publication Critical patent/KR20140097328A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • 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
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • 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
    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/10—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by coatings
    • F21V3/12—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by coatings the coatings comprising photoluminescent substances
    • 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
    • F21V5/10—Refractors for light sources comprising 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/22—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F21V7/28—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by coatings
    • F21V7/30—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by coatings the coatings comprising photoluminescent substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the 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
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • 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
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/233—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating a spot light distribution, e.g. for substitution of reflector lamps
    • 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
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • 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]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]

Abstract

고체 상태 조명 장치는 고체 상태 발광 컴포넌트를 형성하기 위해 루미포르와 결합된 고체 상태 광 이미터, 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리된 적어도 하나의 루미포르, 및 다른 루미포르 및/또는 고체 상태 광 이미터를 포함한다. 고체 상태 발광 컴포넌트는 높은 색 온도를 갖는 블루 시프티드 옐로우 컴포넌트를 포함하지만, 다른 요소들과 결합해서 조명 장치로부터의 전체 방출은 낮은 색 온도를 갖는다. 다수의 백색 또는 근사-백색 컴포넌트는 그로부터 공간적으로 분리된 1 이상의 루미포르를 자극하도록 제공 및 배열될 수 있다.

Description

다수 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치{SOLID STATE LIGHTING DEVICE INCLUDING MULTIPLE WAVELENGTH CONVERSION MATERIALS}
관련 출원의 교차-참조
이 출원은 2011년 11월 9일자 출원된 미국 특허 출원 번호 제13/292,577호의 우선권을 주장한다. 이 출원의 개시는 모든 목적을 위해서 그 전체가 여기에 참조로 통합된다.
기술분야
본 발명은 적어도 하나의 고체 상태 광 이미터에 의해 자극받는 다수의 파장 변환 재료들을 갖는 소자를 포함하는 고체 상태 조명 장치, 및 이를 제조하고 이용하는 방법에 관한 것이다.
고체 상태 광원은 색(예를 들어, 비-백색) 또는 백색 LED 광(예를 들어, 백색 또는 근사-백색으로 인지되는 광)을 제공하는 데 이용될 수 있다. 백색 고체 상태 이미터들은 상당히 증가한 효율성과 긴 수명을 포함한 이유들로 인해 백색 백열 램프에 대한 잠재적인 대체물로서 조사되었다. 고체 상태 이미터의 긴 수명은 접근이 어렵고 및/또는 교체 비용이 극히 높은 환경에서 특히 유익하다.
고체 상태 조명 장치는, 예를 들어, 적어도 하나의 유기 또는 무기 발광 다이오드("LED") 또는 레이저를 포함할 수 있다. 고체 상태 조명 장치는 반도체 활성 (발광) 층의 전도대와 가전자대 간의 대역 갭에 걸쳐서 전자를 여기(excite)함으로써 광(자외선, 가시광 또는 적외선)을 생성하며, 전자 전이(electron transition)는 대역 갭에 의존하는 파장의 광을 생성한다. 그래서, 고체 상태 이미터에 의해 방출된 광의 색(파장)은 그의 활성층의 재료에 의존한다. 고체 상태 광원은 종래의 백열 또는 형광 소스에 비해서 매우 높은 효율성의 잠재력을 제공하지만, 양호한 효율, 양호한 색 재현 및 색 안정성(예를 들어, 동작 온도의 변화에 관련해서)을 동시에 성취하는데 상당한 도전을 제시하고 있다.
색 재현은 일반적으로 색 렌더링 인덱스(Color Rendering Index)(CRI) 또는 평균 색 렌더링 인덱스(CRI Ra)를 이용하여 측정된다. CRI의 계산시에, 14개의 반사 샘플들의 색 어피어런스(color appearance)는 기준 발광체(reference illuminant)와 테스트 소스에 의한 조명하에서 시뮬레이트된다. 테스트 및 기준 조명(illumination) 간의, 각 샘플에 대한 색 어피어런스 ΔEi의 차는 CIE 1964 W*U*V* 균일 색 공간에서 계산된다. 그러므로 이는 특정 램프에 의해서 빛을 받을 때 객체의 표면 색 및 밝기에 있어서의 시프트(shift)의 상대적인 측정을 제공한다. 일반적인 색 렌더링 인덱스 CRI Ra는 처음 8개의 인덱스를 이용하는 수정된 평균이고, 이들 모두는 저(low) 내지 중간(moderate) 색채 포화도(chromatic saturation)를 갖는다. 조명 시스템의 조명을 받고 있는 한 세트의 테스트 색의 색 좌표와 상대적인 밝기가 기준 방열기에 의해 빛을 받고 있는 동일한 테스트 색들의 좌표와 동일하다면 CRI Ra는 100(만점)과 같다. 일광은 높은 CRI(대략 100의 Ra)를 가지며, 백열 전구도 또한 비교적 이에 가깝고(95보다 큰 Ra), 형광 조명은 객체들의 색이 중요하지 않은 일반적인 조명 이용의 경우에 덜 정확하다(70-80의 전형적인 Ra). 어떤 일반적인 실내 조명의 경우에는 CRI Ra>80이 허용될 수 있다. CRI Ra>85, 좀더 바람직하게는, CRI Ra>90은 좀더 높은 색 품질을 제공한다.
CRI는 단지 색 렌더링 또는 색 충실도를 평가하고, 색채 구별 및 관측자 선호도와 같은 색 품질의 다른 양태를 무시한다. NIST(National Institute of Standards and Technology)가 개발한 색 품질 스케일(Color Quality Scale; CQS)은 이들 다른 양태의 색 어피어런스를 통합하고 특히 고체 상태 조명에 관련해서 CRI의 많은 단점을 다룰 수 있게 설계되어 있다. CQS를 계산하는 방법은 CRI에 이용된 방법에 대한 수정에 기반을 두고 있고, CRI 인덱스보다 훨씬 더 큰 채도를 갖는 15개의 Munsell 샘플 세트를 이용한다.
본 발명의 요지에 관한 양태들은 이 기술분야의 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있고 이들이 용이하게 구입할 수 있는 1931 CIE(Commission International de I'Echairage) 색도도(chromaticity diagram)를 참조하면 더 잘 이해될 수 있다. 1931 CIE 색도도는 2개의 CIE 파라미터 x 및 y에 대해서 인간의 색 인지를 정리해 놓고 있다. 스펙트럼 색들은 외곽 공간(outlined space)의 에지(edge) 주위에 분포되며, 이는 인간의 눈이 인지하는 모든 색조를 포함한다. 경계 선은 스펙트럼 색들에 대한 최대 포화도를 나타낸다.
흑체 궤적(black body locus)을 따라 놓여 있는 색도 좌표들(즉, 색 포인트들)은 Planck의 방정식: E(λ)=A λ-5/(eB /T-1)을 따르며, 여기서 E는 방출 세기이고, λ는 방출 파장이며, T는 흑체(black body)의 색 온도이고, A 및 B는 상수이다. Planck의 흑체 궤적(BBL)에 또는 그 근방에 놓여 있는 색 좌표들은 인간 관측자에게 기분 좋은 백색 광을 산출한다. 1931 CIE 다이어그램은 (오른쪽 코너로부터 방사되는 곡선을 구현하는) 흑체 궤적을 따르는 온도 목록을 포함하고 있다. 이들 온도 목록은 그러한 온도들까지 증가하도록 되어 있는 흑체 방열체의 색 경로를 보여주고 있다. 가열된 객체가 백열등이 될 때, 이는 먼저 발그레한 빛을 띠고, 이후 노란빛, 이후 백색 빛, 마지막으로 파란빛을 띤다. 이는 흑체 방열체의 피크 방사에 연관된 파장이 온도가 증가함에 따라서 점차 짧아지기 때문에 발생한다. 그래서, BBL에 또는 이의 근방에 광을 생성하는 발광체들은 이들의 색 온도 관점에서 기술될 수 있다.
용어 "백색 광" 또는 "백색도(whiteness)"는 촛불 및 다른 백열 소스들은 완전히 백색이 아닌 노란색을 띠는 것이 명확하기 때문에 BBL을 따라서 전체 색 범위를 명확하게 커버하지 못한다. 따라서, 조명 색은 상관 색 온도(correlated color temperature; CCT)의 관점에서 그리고 BBL에 대한 그의 근접성의 관점에서 더 잘 정의될 수 있다. 백색 조명의 호감(pleasantness) 및 품질은 조명 소스의 색도점이 BBL로부터 x, y 색도계에서 0.01보다 큰 거리만큼 이탈하면 급속하게 떨어진다. 이는 조명 산업에서 이용되는 표준인, 약 4 맥아담 편차 타원(MacAdam ellipse)의 거리에 대응한다. BBL의 4 맥아담 스텝 엘립스 내에 있고 CRI Ra>80을 갖는 색 좌표를 갖는 광을 방출하는 조명 장치는 일반적으로 조명 목적의 백색 광으로서 수용될 수 있다. BBL의 7 맥아담 편차 타원 내에 있고 CRI Ra>70을 갖는 색 좌표를 갖는 광을 방출하는 조명 장치는 컴팩트한 형광등 및 고체 상태 조명 장치를 포함하는 많은 다른 백색 조명 장치에 대해 최소 표준으로 이용된다.
일반적인 조명은 일반적으로 2,000 K와 10,000 K 사이의 색 온도를 가지며, 일반적인 조명을 위한 조명 장치의 대부분은 2,700 K와 6,500 K 사이에 있다. BBL에 인접하고(즉, 대략 8 맥아담 편차 타원 내에 있고) 2,500 K와 10,000 K 사이에 있는 백색 영역은 (1931 CIE 다이어그램에 기초하여) 도 1에 도시되어 있다.
백색으로 인지되는 광은 반드시 2 이상의 색(또는 파장)의 광의 혼합이고 발광 다이오드는 본질적으로 협-대역 이미터이기 때문에, 백색 광을 생산할 수 있는 단일 발광 다이오드 접합은 개발되지 못했다. 백색 LED 램프의 대표적인 예는 형광체(통상 YAG:Ce 또는 BOSE)가 코팅되어 있는 블루 LED 칩(예를 들어, InGaN 및/또는 GaN으로 만들어짐)을 포함한다. InGaN으로 만들어진 블루 LED는 고 효율(예를 들어, 70% 정도로 높은 외부 양자 효율)을 나타낸다. 블루 LED/옐로우 형광 램프에서, 블루 LED 칩은 약 450 nm 파장의 방출을 생산할 수 있고, 형광체는 블루 방출의 수광시에 약 550 nm의 피크 파장을 갖는 옐로우 형광 빛을 생성할 수 있다. 블루 LED 칩으로부터 방출된 블루 광선의 일부는 형광체를 통과하며 블루 광선의 다른 부분은 형광체에 의해 흡수되고, 이는 여기되어 옐로우 광선을 방출한다. 뷰어는 블루 및 옐로우 광의 방출된 혼합(때로는 '블루 시프티드 옐로우(blue shifted yellow)' 또는 'BSY' 광이라 함)을 차가운 백색광(cool white light)으로 인지한다. BSY 소자는 통상 효율성은 양호하나 단지 중간 CRI Ra(예를 들어, 60과 75 사이)를 나타내고, 또는 매우 양호한 CRI Ra 및 낮은 효율성을 나타낸다. 차가운 백색 LED는 대략 5000K의 색 온도를 가지며, 이는 일반적으로 일반적인 조명에는 가시적으로 편하지 않지만 상품 또는 광고 및 인쇄 재료의 조명에는 바람직할 수 있다.
차가운 백색광을 개선하여 따스함(warmth)을 높이기 위한 다양한 방법이 존재한다. 실내용으로 수용가능한 색 온도는 통상 2700-3500K의 범위 내에 있고; 그러나, 따스한(warm) 백색 LED 소자들의 효율은 단지 차가운 백색 LED 소자의 효율의 절반 정도일 수 있다. 따스한 백색을 촉진하기 위해서, 오렌지 형광체 또는 레드 형광체(예를 들어, CaAlSiN3('CASN') 기반의 형광체)와 옐로우 형광체(예를 들어, Ce:YAG 또는 YAG:Ce)의 결합이 블루 LED와 결합하여 이용될 수 있다. BSY 요소(블루 이미터 및 옐로우 형광체를 포함함)로부터의 차가운 백색 방출은 또한 좀더 따스한 광이 제공되도록 Vitta 등의 미국 특허 번호 제7,095,056호 및 Negley 등의 미국 특허 번호 제7,213,940호에 개시된 바와 같은, 레드 LED로 보충될 수 있다(그러한 결합을 이후에는 "BSY + R"이라 칭함). 그러한 소자들은 상관 색 온도(CCT)가 변경될 수 있게 해주지만, 그러한 소자들의 CRI는 상승한 색 온도에서 감소할 수 있다.
옐로우 형광체를 블루 LED로 자극하기 위한 대안으로, 백색 방출을 생성하기 위한 다른 방법은 단일 패키지 내의 레드, 그린 및 블루("RGB") 발광 다이오드의 결합 이용을 포함한다. 레드, 그린 및 블루 이미터의 결합된 스펙트럼 출력은 사용자에 의해 백색광으로 인지될 수 있다. 각각의 "순수 색"인 레드, 그린 및 블루 다이오드는 통상 약 15nm에서 약 30nm까지의 반치전폭(full-width half-maximum; FWHM) 파장 범위를 갖는다. 이들 LED(특히 그린 및 레드 LED)의 좁은 FWHM 값들 때문에, 레드, 그린 및 블루 LED로부터의 전체 방출은 일반적인 조명 응용에서 매우 낮은 색 렌더링을 나타낸다. 더욱이, 질화물-기반 블루 및/또는 그린 LED와 함께 AllnGaP-기반 레드 LED의 이용은, 레드 LED의 효율이 블루 및 그린 LED의 효율보다 상승한 동작 온도에서 좀더 실질적으로 감소하기 때문에, 색 안정성 이슈를 수반하고 있다.
공지된 백색 LED 램프의 다른 예는 레드, 그린 및 블루 형광체와 결합한 1 이상의 자외선(UV)-기반 LED를 포함한다. 그러한 램프는 통상 합리적으로 높은 색 렌더링을 제공하지만, 상당한 스토크스 손실(stokes loss) 때문에 낮은 효율을 나타낸다.
오늘날 가장 높은 효율의 LED는 InGaN으로 만들어진 블루 LED이다. 상업적으로 이용가능한 소자는 60% 정도로 큰 외부 양자 효율(external quantum efficiency; EQE)을 갖고 있다. 오늘날 LED에 적합한 가장 높은 효율의 형광체는 555nm 정도의 피크 방출을 갖는 YAG:Ce 및 BOSE 형광체이다. YAG:Ce는 >90%의 양자 효율을 가지며 아주 강건하고 잘 검증된 형광체이다. InGaN-기반 블루 LED 및 YAG:Ce 형광체로 만들어진 백색 LED 램프는 통상 70과 80 사이의 CRI Ra을 갖는다.
지금까지 높은 효율의 BSY 컴포넌트(예를 들어, 블루 LED와 YAG:Ce 또는 BOSE 형광체를 포함하는)를 개발하는데 소요된 많은 양의 노력과 이러한 유형의 상업적으로 이용가능한 소자들의 수를 고려해 볼 때, 따스한 백색 발광 소자로 구현될 수 있는 바와 같은 개선된 색 렌더링을 갖춘 조명 장치를 생성하기 위한 출발점으로 그러한 컴포넌트들을 이용하는 것이 바람직할 것이다. 또한 개선된 효율, 높은 플럭스(flux)에서의 개선된 색 안정성, 및/또는 긴 서비스 기간을 갖춘 개선된 색 렌더링(예를 들어, 따스한 백색) 조명 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은 다양한 양태에서 전기 작동 제1 고체 상태 광 이미터 및 제1 파장 변환 재료를 포함하는 제1 발광 컴포넌트를 포함하는 조명 장치에 관한 것이며, 여기서 제2 파장 변환 재료는 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 이 조명 장치는 다른 신규의 특징부 및/또는 요소를 갖는, 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터 및 제3 파장 변환 재료 중에서 적어도 하나를 포함한다.
일 양태에서, 본 발명은 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 전기 작동 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮으며 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료를 포함하는 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트; 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출(emissions)을 수신하도록 배열되어 있고, 500 내지 560 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제2 파장 변환 재료; 및 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 전기 작동 제1 고체 상태 광 이미터 및 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮는 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료를 포함하는 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트 - 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료에 의해 생성된 방출을 포함하는 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트를 나오는 광의 결합은 1931 CIE 색도도의 흑체 궤적에 관한 적어도 하나의 제1 기준점의 10 맥아담 편차 타원 내의 제1 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 광의 혼합을 생성함 - ; 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하고, 응답하여 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출의 일부를 변환하여 제2 파장 변환 재료 방출을 생성하도록 배열된 제2 파장 변환 재료; 및 다음의 아이템 (a) 및 (b): (a) 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장, 및 (iii) 상기 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터; 및 (b) 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하고, 응답하여 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출의 일부를 변환하여 (i) 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장, 및 (iii) 상기 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 포함하는 제3 파장 변환 재료 방출을 생성하도록 배열된, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있는 제3 파장 변환 재료 중에서 적어도 하나를 포함하며, 여기서, 상기 조명 장치에서 나오는 광의 결합은 1931 CIE 색도도의 흑체 궤적에 관한 적어도 하나의 제2 기준점의 4 맥아담 편차 타원 내의 제2 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 광의 혼합을 생성하며, 상기 제1 기준점의 색 온도는 상기 제2 기준점의 색 온도보다 큰 적어도 1000K인, 조명 장치에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고 그리고 상기 제1 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮으며 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료를 포함하는 제1 발광 컴포넌트; 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터를 포함하고 그리고 상기 제2 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮으며 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제2 파장 변환 재료를 포함하는 제2 발광 컴포넌트; 상기 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고, 500 내지 549 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제3 파장 변환 재료; 및 상기 제2 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 제2 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고, 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제4 파장 변환 재료를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
추가 양태들은 여기에 개시된 바와 같은 적어도 하나의 조명 장치를 이용하여, 물체, 공간 또는 환경을 조명하는 방법에 관한 것이다..
다른 양태에서, 앞서 언급한 양태들 중 임의 양태, 및/또는 여기에 기술된 바와 같은 다양한 개별 양태들 및 특징부들은 추가의 장점을 위해 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 양태들, 특징부들 및 실시예들은 다음의 설명 및 첨부 특허청구범위로부터 좀더 완전하게 명백해질 것이다.
도 1은 흑체 궤적의 표현을 포함하고 또한 흑체 궤적을 따르는 근사-백색 영역을 보여주는 1931 CIE 색도도이다.
도 2a는 다수의 파장 변환 재료들이 입혀진 BSY 고체 상태 이미터를 포함하는 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2b는 측면으로 제1 및 제2 존으로 분리된 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터를 포함하는 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2c는 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터와, 파장 변환 재료가 없는 레드 고체 상태 이미터를 포함하는 2개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2d는 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터와 적어도 하나의 파장 변환 재료가 입혀진 레드 고체 상태 이미터를 포함하는 2개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2e는 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터와 파장 변환 재료가 없는 시안(cyan) 고체 상태 이미터를 포함하는 2개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2f는 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터와 파장 변환 재료가 입혀진 시안(cyan) 고체 상태 이미터를 포함하는 2개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2g는 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터와 다수의 파장 변환 재료가 입혀진 시안(cyan) 고체 상태 이미터를 포함하는 2개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2h는 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터, 적어도 하나의 파장 변환 재료가 입혀진 시안(cyan) 고체 상태 이미터, 및 파장 변환 재료가 없는 레드 고체 상태 이미터를 포함하는 3개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2i는 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 BSY 고체 상태 이미터, 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 제1 보충 고체 상태 이미터, 및 파장 변환 재료가 없는 제2 및 제3 보충 고체 상태 이미터를 포함하는 2개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 제1 백색 또는 근사-백색 고체 상태 이미터, 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 제2 백색 또는 근사-백색 고체 상태 이미터, 적어도 하나의 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 제1 보충 고체 상태 이미터, 및 파장 변환 재료가 없는 제2 보충 고체 상태 이미터를 포함하는 4개의 고체 상태 이미터를 갖춘 조명 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 고체 상태 이미터 패키지 내에 배열된 다수의 고체 상태 이미터를 포함하는 조명 장치의 적어도 일부의 측 단면도이다.
도 5는 복수의 고체 상태 이미터와 다수의 고체 상태 이미터로부터 공간적으로 분리된 복수의 층에 배열된 복수의 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치의 일부의 개략적인 측 단면도이다.
도 6a는 패턴으로 배열된 제1 및 제2 파장 변환 재료의 상이한 영역들을 포함하는 파장 변환 재료 층의 개략적인 측 단면도이다.
도 6b는 접촉(스택) 관계로 배열된 2개의 파장 변환 재료 층의 개략적인 측 단면도이고, 여기서 제1 층은 창 영역들에 의해서 측면으로 분리된 제1 파장 변환 재료의 영역들을 포함하고, 제2 층은 창 영역들에 의해서 측면으로 분리된 제2 파장 변환 재료의 영역들을 포함하고, 제1 파장 변환 재료 영역들은 제2 층의 창 영역들 위에 배열되어 있다.
도 6c는 비-접촉 관계로 배열된 2개의 파장 변환 재료 층의 개략적인 측 단면도이고, 여기서 제1 층은 창 영역들에 의해서 측면으로 분리된 제1 파장 변환 재료의 영역들을 포함하고, 제2 층은 창 영역들에 의해서 측면으로 분리된 제2 파장 변환 재료의 영역들을 포함하고, 제1 파장 변환 재료 영역들은 제2 층의 창 영역들 위에 배열되어 있다.
도 7은 다수의 고체 상태 이미터와 다수의 고체 상태 이미터로부터 공간적으로 분리된 상이한 영역들에 패턴화된 다수의 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치의 일부의 개략적인 측 단면도이다.
도 8은 공통 기판에 의해 지지를 받는 상이한 반사기들에 배열된 고체 상태 이미터들을 포함하는 고체 상태 조명 장치의 일부의 개략적인 측 단면도이며, 적어도 하나의 파장이 각각의 고체 상태 이미터로부터 공간적으로 분리되는 것을 보여주고 있다.
도 9는 단일 반사기의 리세스 안에 배열된 고체 상태 이미터들을 포함하는 고체 상태 조명 장치의 일부의 개략적인 측 단면도이다.
도 10은 다수의 고체 상태 이미터를 포함하는 자체-안정 램프(self-ballasted lamp)의 측 단면도이다.
도 11은 다수의 고체 상태 이미터와 램프의 커버 또는 글로브 부분 내에 또는 상에 배열된 파장 변환 재료의 이산 영역들을 포함하는 다른 자체-안정 램프의 측 단면도이다.
도 12는 제어 회로에 의해서 제어될 수 있는 다수의 이미터를 포함하는 조명 장치의 개략도이다.
도 13a-13c는 YAG 형광체가 입혀진 적어도 하나의 블루 LED(452 nm 피크 파장)을 포함하며, 대략 3000K의 색 온도에서 97의 CRI Ra 및 와트당 약 60 루멘의 발광 효율을 나타내는, LuAG 그린 형광체(543 nm 피크 파장)와 CASN 레드 형광체(640 nm 피크 파장)의 원격(즉, 공간적으로 분리된) 혼합을 자극하도록 배열된 발광 컴포넌트의 시뮬레이션을 위한 표로 만들어진 시뮬레이션 파라미터 및 결과를 제공한다.
도 14a는 도 13a-13c의 시뮬레이션의 LED 출력에 대한 표로 만들어진 결과를 제공한다.
도 14b는 도 13a-13c의 시뮬레이션의 고정물(fixture) 출력에 대한 표로 만들어진 결과를 제공한다.
도 15a는 도 13a-13c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분에 대한 상대적인 루멘 출력을 제시하는(퍼센트로) 파이 차트이다.
도 15b는 도 13a-13c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분에 할당된 상대적인 복사 세기를 제시하는(퍼센트로) 파이 차트이다.
도 16은 도 13a-13c의 시뮬레이션 결과가 중첩되어 있는 1931 CIE 색도도이다.
도 17은 도 13a-13c의 시뮬레이션으로부터 결과가 나온 상대적인 스펙트럼 전력(퍼센트) 대 파장의 도표이다.
도 18a는 도 13a-13c의 시뮬레이션에 대한 색 렌더링 인덱스(CRI) 성능을 구현하는 막대 차트이다.
도 18b는 도 13a-13c의 시뮬레이션에 대한 색 품질 스케일(CQS) 성능을 구현하는 막대 차트이다.
도 19a-19c는 YAG 형광체가 입혀진 적어도 하나의 블루 LED(452 nm 피크 파장)를 포함하며, 대략 4000K의 색 온도에서 85보다 큰 CRI Ra 및 개선된 발광 효율(도 13a-13c의 시뮬레이션에 비해서)을 나타내는, AllnGaP-기반 레드 LED와 결합해서 원격(즉, 공간적으로 분리된) LuAG 그린 형광체를 자극하도록 배열된 발광 컴포넌트의 시뮬레이션에 대한 표로 만들어진 시뮬레이션 파라미터 및 결과를 제공한다.
도 20a는 도 19a-19c의 시뮬레이션의 LED 출력에 대한 표로 만들어진 결과를 제공한다.
도 20b는 도 19a-19c의 시뮬레이션의 고정물 출력에 대한 표로 만들어진 결과를 제공한다.
도 21a는 도 19a-19c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분에 대한 상대적인 루멘 출력을 제시하는(퍼센트로) 파이 차트이다.
도 21b는 도 19a-19c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분에 할당된 상대적인 복사 세기를 제시하는(퍼센트로) 파이 차트이다.
도 22는 도 19a-19c의 시뮬레이션 결과가 중첩되어 있는 1931 CIE 색도도이다.
도 23은 도 19a-19c의 시뮬레이션으로부터 결과가 나온 상대적인 스펙트럼 전력(퍼센트) 대 파장의 도표이다.
도 24a는 도 19a-19c의 시뮬레이션에 대한 색 렌더링 인덱스(CRI) 성능을 구현하는 막대 차트이다.
도 24b는 도 19a-19c의 시뮬레이션에 대한 색 품질 스케일(CQS) 성능을 구현하는 막대 차트이다.
본 발명은 특정 양태들에서, 공간적으로 분리된 파장 변환 재료(또는 루미포르(lumiphor))를 자극하도록 배열된 적어도 하나의 루미포르-변환 발광 컴포넌트(예를 들어, BSY 이미터)를 포함하고 그리고 적어도 하나의 보충 전기 작동 고체 상태 이미터 및/또는 부가의 공간적으로 분리된 파장 변환 재료를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. BSY 이미터(이는 가공전 컴포넌트일 수 있음)와 같은 단일 루미포르 변환 발광 컴포넌트의 이용에 비해서, 최종 결합은 색 온도를 낮추고 전체 출력의 색 렌더링을 향상시키는 데 이용될 수 있다.
달리 정의하지 않는 한, 여기에 이용된 용어들(기술적 및 과학적 용어를 포함함)은 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자가 공통으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 또한 여기에 이용된 용어들은 이 명세서 및 관련 분야의 문맥에서 그것들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기에 명시적으로 정의되지 않는 한 이상적인 또는 과도하게 공식적인 의미로 해석되지 않아야 함을 이해할 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 예시인 단면도, 투시도, 및/또는 평면도를 참조로 여기에 기술된다. 예를 들어, 제조 기법 및/또는 공차의 결과로서 예시들의 형태 변형도 예상되며, 그러므로 본 발명의 실시예들이 여기에 예시된 특정 형태로 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 이 발명은 많은 다양한 형태로 구현될 수 있고 여기에 열거된 특정 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 도면에서, 층들 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 명료함을 위해 과장될 수 있다.
1 이상의 요소의 부재가 명시적으로 인용되지 않는 한, 여기에 이용된 용어 "포함하는", "구비하는" 및 "갖는"은 1 이상의 요소의 존재를 배제하지 않는 개방형 용어로 해석되어야 한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "상에" 존재하는 것으로 지칭될 때, 이는 다른 요소 상에 직접 존재할 수 있으며 또는 중간 요소가 존재할 수도 있음을 이해할 것이다. 더욱이, "아래" 또는 "위에 가로 놓이다"와 같은 상대적인 용어들은 여기서 도면에 도시된 바와 같이 기판, 이미터, 또는 다른 요소 층에 대하여 다른 층 또는 영역에 대한 한 층 또는 영역의 관계를 기술하는데 이용될 수 있다. 이들 용어는 도면에 묘사된 방위(orientation) 이외에도 소자의 상이한 방위들을 포괄하는 것으로 의도되어 있음을 이해할 것이다. 용어 "직접"은 중간 요소가 없음을 의미하는데 이용된다.
여기에 이용되는 용어 "전기 작동 이미터" 및 "이미터"는 제논 램프, 수은 램프, 나트륨 램프, 백열 램프, 및 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 레이저를 포함하는 고체 상태 이미터를 포함해서(이들에 한정되지 않음), 가시 또는 근 가시(예를 들어, 적외선으로부터 자외선까지) 파장 방사선을 생성할 수 있는 임의 소자를 지칭한다.
용어 "고체 상태 광 이미터" 또는 "고체 상태 이미터"는 발광 다이오드, 레이저 다이오드, 유기 발광 다이오드, 및/또는 다른 반도체 소자를 포함할 수 있고, 이는 실리콘, 실리콘 카바이드, 갈륨 질화물 및/또는 다른 반도체 재료를 포함할 수 있는 1 이상의 반도체 층, 사파이어, 실리콘, 실리콘 카바이드 및/또는 다른 마이크로 전자 기판을 포함할 수 있는 기판, 및 금속 및/또는 다른 전도 재료를 포함할 수 있는 1 이상의 접촉(contact) 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고체 상태 발광 디바이스는 Durham, N.C.의 Cree, Inc.가 제조하여 판매한 소자와 같은, 실리콘 카바이드 기판 또는 사파이어 기판에 제조된 III-V 질화물(예를 들어, 갈륨 질화물) 기반의 LED 또는 레이저를 포함할 수 있다. 그러한 LED 및/또는 레이저는 광 방출이 소위 말하는 "플립 칩" 방위로 기판을 통해서 이루어지게 동작하도록 구성될 수 있다. 그러한 LED 및/또는 레이저는 또한 기판이 없을 수 있다(예를 들어, 기판 제거가 뒤따름).
고체 상태 광 이미터들은 개별적으로 이용될 수 있고, 또는 피크 파장의 또는 적어도 하나의 원하는 인지 색(백색으로 인지될 수 있는 색들의 결합을 포함함)의 광을 생성하기 위해서 1 이상의 루미포르 재료(예를 들어, 형광체, 신틸레이터, 루미포르 잉크, 양자 도트) 및/또는 광학 요소들과 결합해서 이용될 수 있다. 여기서 기술된 바와 같이 조명 장치에 루미포르(또한 "발광체"라 칭해짐) 재료를 포함시키는 일은 고체 상태 이미터 상에 직접 코팅하고, 그러한 재료를 봉합재(encapsulants)에 추가하고, 그러한 재료를 렌즈에 추가함으로써, 그러한 재료를 루미포르 지지 요소 내에 내장하거나 확산시킴으로써, 및/또는 그러한 재료를 루미포르 지지 요소 상에 코팅함으로써 성취될 수 있다. 광 산란 요소(예를 들어, 입자들) 및/또는 인덱스 매칭 재료와 같은, 다른 재료는 루미포르, 루미포르 바인딩 매체(lumiphor binding medium), 또는 고체 상태 이미터와 공간적으로 분리될 수 있는 루미포르 지지 요소에 연계될 수 있다.
표현 "상관 색 온도" 또는 "CCT"는 그의 공지된 의미에 따라서, 정의된 의미에서(즉, 이 기술 분야의 통상의 기술자들에 의해 용이하고 정확하게 결정될 수 있는), 색에서 가장 가까운 흑체(blackbody)의 온도를 가리키는데 이용된다.
여기에 이용되는 표현 "피크 파장"은 (1) 고체 상태 광 이미터의 경우에, 고체 상태 광 이미터가 조명을 받을 때 방출하는 광의 피크 파장, 및 (2) 발광 재료의 경우에는, 발광 재료가 여기될 때 방출하는 광의 피크 파장을 의미한다.
여기에 개시된 고체 상태 이미터는 포화되거나 포화되지 않을 수 있다. 여기에 이용된 용어 "포화된"은 적어도 85%의 순도(purity)를 갖는 것을 의미하고, 여기서 용어 "순도"는 이 기술 분야의 통상의 기술자들에게 공지된 의미를 지니며, 순도를 계산하는 절차도 마찬가지로 이 기술 분야에 잘 공지되어 있다.
아주 다양한 파장 변환 재료(예를 들어, 미국 특허 No.6,600,175 및 미국 특허 출원 공개 No.2009/0184616에 개시된 바와 같은 루미포르 또는 루미포릭 매체(luminophoric media)로도 알려져 있는, 예를 들어, 발광 재료)는 이 기술 분야의 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있으며 이용 가능하다. 발광 재료(루미포르)의 예는 형광체, 신틸레이터, 데이 글로우 테이프(day glow tape), 나노형광체, 양자 도트(예를 들어, NNCrystal US Corp.(Fayetteville, Arkansas)에 의해 제공된 것과 같은), 및 (예를 들어, 자외선) 광으로 조명될 때 가시 스펙트럼에서 빛을 내는 잉크를 포함한다. 루미포르를 LED 소자에 포함시키는 것은 고체 상태 이미터 위에 그러한 재료의 층(예를 들어, 코팅)을 제공함으로써 및/또는 1 이상의 고체 상태 광 이미터를 덮도록 배열된 클리어 봉합재(clear encapsulant)(예를 들어, 에폭시-기반 또는 실리콘-기반 경화가능 수지 또는 다른 폴리머 매트릭스)에 발광 재료를 확산시킴으로써 성취되었다. 여기에 기술된 소자에 이용가능한 1 이상의 발광 재료는 다운-변환(down-converting) 또는 업-변환(up-converting)일 수 있고, 또는 두 유형의 결합을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들은 1 이상의 고체 상태 이미터로부터 공간적으로 분리된(즉, 원격으로 배치된) 루미포릭 재료와 루미포르 지지 요소들을 포함한다. 특정 실시예들에서, 그러한 공간 분리는 적어도 약 1 mm, 적어도 약 2 mm, 적어도 약 5 mm 또는 적어도 약 10 mm의 거리 분리를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 공간적으로 분리된 루미포릭 재료와 1 이상의 전기 작동 이미터 간의 전도성 열 전달은 크지 않다. 루미포릭 재료들은 유리 층 또는 디스크, 광학 요소, 또는 루미포릭 재료가 코팅 또는 내장될 수 있는 유사 반투명 또는 투명 재료의 층과 같은(이것으로 한정되지 않음), 1 이상의 루미포르 지지 요소에 의해 지지 되거나 이 안에 있을 수 있다. 특정 실시예들에서, 루미포릭 재료는 루미포르 지지 요소 안에 내장되거나 확산될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 적어도 하나의 전기 작동 고체 상태 이미터로부터 멀리 배치된 표면 상에 이산 루미포르-베어링 영역들(discrete lumiphor-bearing regions)을 갖는 방출 소자 구조를 제공한다. 용어 "이산"은 루미포르-베어링 영역들이 분리되어 있어서 실질적으로 중첩되지 않는(제조 공차를 제외하고) 영역들임을 의미한다. 일부 실시예들에서, 이산 루미포르-베어링 영역들은 렌즈, 반사 표면 등에 형광체 패턴으로서 제공될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 미국 특허 번호 7,564,180; 7,456,499; 7,213,940; 7,095,056; 6,958,497; 6,853,010; 6,791,119; 6,600,175, 6,201,262; 6,187,606; 6,120,600; 5,912,477; 5,739,554; 5,631,190; 5,604,135; 5,523,589; 5,416,342; 5,393,993; 5,359,345; 5,338,944; 5,210,051; 5,027,168; 5,027,168; 4,966,862, 및/또는 4,918,497, 및 미국 특허 출원 공개 번호 2009/0184616; 2009/0080185; 2009/0050908; 2009/0050907; 2008/0308825; 2008/0198112; 2008/0179611, 2008/0173884, 2008/0121921; 2008/0012036; 2007/0253209; 2007/0223219; 2007/0170447; 2007/0158668; 2007/0139923, 및/또는 2006/0221272, 및 공동 계류중인 미국 특허 출원 No. 13/292,541(명칭은 "개선된 색 렌더링을 제공하는 조명 장치(Lighting Device Providing Improved Color Rendering)"이고; 본 출원과 동시에 출원되었음)에 기술된 바와 같은 고체 상태 이미터, 이미터 패키지, 고정물, 발광 재료/요소, 전원, 제어 요소, 및/또는 방법을 이용할 수 있고, 전술한 특허들, 공개된 특허 출원들 및 계류중인 특허 출원의 개시물은 여기에 마치 모두가 열거되어 있는 것 같이 참조로 여기에 통합된다.
여기에 이용된 표현 "조명 장치"는 그것이 빛을 방출할 수 있다는 것을 제외하고는 한정되지 않는다. 즉, 조명 장치는 영역 또는 볼륨, 예를 들어, 구조물, 수영장 또는 스파, 룸, 웨어하우스, 인디케이터, 도로, 주차장, 자동차, 신호 체계, 예를 들어, 도로 표지, 빌보드, 배, 장난감, 거울, 선박, 전자 장치, 보트, 항공기, 스타디움, 컴퓨터, 원격 오디오 장치, 원격 비디오 장치, 셀 폰, 나무, 창, LCD 디스플레이, 동굴, 터널, 뜰, 가로등 기둥, 또는 울타리를 조명하는 장치 또는 장치들의 어레이, 또는 에지 또는 백-라이팅(예를 들어, 백라이트 포스터, 신호 체계, LCD 디스플레이), 전구 대체물(예를 들어, AC 백열광, 저전압 광, 형광, 등을 대체하기 위한), 아웃도어 조명, 보안 조명, 주택 외부 조명(벽 장착, 기둥/컬럼 장착), 천장 고정물/벽 스콘스, 언더 캐비넷 조명, 램프(마루 및/또는 테이블 및/또는 책상), 풍경 조명, 트랙 조명, 태스크 조명, 특수 조명, 천장 팬 조명, 고문서/예술품 디스플레이 조명, 고 진동/충격 조명-작업 광 등, 거울/배니티(vanity) 조명을 위해 이용되는 장치, 또는 임의 다른 발광 장치일 수 있다.
본 발명의 요지는 또한, 특정 실시예들에서 폐쇄된 공간과 여기에 기술된 바와 같은 적어도 하나의 조명 장치를 포함하는 조명 인클로저(illuminated enclosure)(이의 볼륨은 균일하거나 비-균일하게 조명을 받을 수 있음)에 관한 것이며, 여기서, 조명 장치는 인클로저의 적어도 일부를 (균일하게 또는 비-균일하게) 조명한다.
본 발명의 요지는 또한, 여기에 기술된 적어도 하나의 조명 장치가 내부나 위에 장착되어 있는, 예를 들어, 구조물, 수영장 또는 스파, 룸, 웨어하우스, 인디케이터, 도로, 주차장, 자동차, 신호 체계, 예를 들어, 도로 표지, 빌보드, 배, 장난감, 거울, 선박, 전자 장치, 보트, 항공기, 스타디움, 컴퓨터, 원격 오디오 장치, 원격 비디오 장치, 셀 폰, 나무, 창, LCD 디스플레이, 동굴, 터널, 뜰, 가로등 기둥, 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 아이템을 포함하는 조명 영역에 관한 것이다.
본 발명의 특정 실시예들은 고체 상태 이미터 패키지의 이용에 관한 것이다. 고체 상태 이미터 패키지는 통상 환경 및/또는 기계적인 보호, 색 선택 및 광 포커싱은 물론이고 외부 회로에 대한 전기적인 연결을 가능하게 해주는 전기 도선(lead), 접점(contact) 또는 트레이스(trace)를 제공하기 위해 패키징 요소로 둘러싸여 있는 적어도 하나의 고체 상태 이미터 칩을 포함한다. 선택적으로 루미포릭 재료를 포함하는 봉합재 재료는 고체 상태 이미터 패키지 내의 고체 상태 이미터 위에 배치될 수 있다. 다수의 고체 상태 이미터는 단일 패키지 내에 제공될 수 있다. 다수의 고체 상태 이미터를 포함하는 패키지는 다음의 것들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 고체 상태 이미터들에 전력을 제공하도록 배열된 단일 리드프레임, 각 고체 상태 이미터로부터 나오는 광의 적어도 일부를 반사하도록 배열된 단일 반사기, 각 고체 상태 이미터를 지지하는 단일 서브마운트, 및 각 고체 상태 이미터로부터 나오는 광의 적어도 일부를 전달하도록 배열된 단일 렌즈.
고체 상태 이미터 패키지 내의 개별 이미터들 또는 이미터 그룹(예를 들어, 직렬로 배선된)은 별개로 제어될 수 있다. 다수의 고체 상태 이미터 패키지는 단일 고체 상태 조명 장치 내에 배열될 수 있다. 개별 고체 상태 이미터 패키지들 또는 고체 상태 이미터 패키지 그룹들(예를 들어, 직렬로 배선된)은 별개로 제어될 수 있다. 개별 이미터, 이미터 그룹, 개별 패키지들, 또는 패키지 그룹의 개별 제어는 이 기술 분야의 통상의 기술자들에게 알려져 있는 제어 요소로 구동 전류를 관련 컴포넌트들에 독립적으로 인가함으로써 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 제어 회로는 온-상태 구동 전류를 각 개별 고체 상태 이미터, 고체 상태 이미터 그룹, 개별 고체 상태 이미터 패키지, 또는 고체 상태 이미터 패키지 그룹에 독립적으로 인가하도록 구성된 전류 공급 회로를 포함할 수 있다. 그러한 제어는 제어 신호(전기, 광, 및/또는 열 특성 및/또는 환경 조건을 감지하도록 배열된 적어도 하나의 센서를 선택적으로 포함함)에 응답할 수 있고, 제어 시스템은 1 이상의 제어 신호를 적어도 하나의 전류 공급 회로에 선택적으로 제공하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 상이한 회로들 또는 회로 부분들에 대한 전류는 미리-설정되거나, 사용자-정의되거나, 또는 1 이상의 입력 또는 다른 제어 파라미터에 응답할 수 있다.
본 발명은 다양한 양태에서 공간적으로 분리된 파장 변환 재료(또는 루미포르)을 자극하도록 배열된 적어도 하나의 루미포르-변환 발광 컴포넌트(예를 들어, BSY 이미터)를 포함하고 그리고 적어도 하나의 보충 전기 작동 고체 상태 이미터 및/또는 추가의 공간적으로 분리된 파장 변환 재료를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 옐로우-그린(예를 들어, 500-560 nm 또는 바람직하게는 500-549 nm) 및 레드(600-660 nm)의 범위 내의 피크 파장을 갖는 보충 방출(supplement emission)이 바람직할 수 있다. BSY 이미터(이는 가공전 컴포넌트일 수 있음)와 같은 단일 루미포르 변환 발광 컴포넌트의 이용에 비해서, 최종 결합은 색 온도를 낮추고 전체 출력의 색 렌더링을 향상시키는데 이용될 수 있다.
적어도 하나의 보충 고체 상태 이미터는 고체 상태 발광 컴포넌트에 관련해서 독립적으로 제어가능할 수 있다. 특정 실시예들에서, 보충 고체 상태 광 이미터는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있다. 특정 실시예들에서, 보충 고체 상태 광 이미터는 루미포르-변환 고체 상태 광 이미터 컴포넌트(예를 들어, BSY 컴포넌트)로서 배열되어 있고, 그래서 최종 소자는 다수의 루미포르 변환 고체 상태 광 이미터 컴포넌트를 포함한다.
특정 실시예들에서, 적어도 하나의 공간적으로 분리된 루미포르는 1 이상의 고체 상태 이미터 칩(또는 BSY 이미터와 같은, 고체 상태 이미터 칩과 파장 변환 재료의 결합을 포함하는 1 이상의 고체 상태 이미터 컴포넌트)의 모두 또는 단지 부분들 위에 가로 놓이는 임의의 규칙 또는 불규칙 패턴(예를 들어, 스트라이프, 체커보드, 다각형 기하학 패턴, 굽은 모양을 포함하는 패턴, 도트 패턴 등을 포함하지만 이들에 한정되지 않음)으로 루미포르 지지 요소(예를 들어, 렌즈, 반사기, 기판, 덮는 요소, 광 요소, 또는 다른 표면) 상에 패턴화될 수 있다. 루미포르들은, 예를 들어, 잉크젯 인쇄, 스텐실 또는 마스크의 이용(예로 포토마스크의 이용을 포함할 수 있음), 롤러, 파우더 코팅/경화, 등을 포함할 수 있는 임의 바람직한 패터닝 기법을 이용하여 루미포르 지지 요소 상에 패턴화될 수 있다. 다른 실시예들에서, 루미포르 지지 요소는 LED 조명 장치에 부가되기 전에 루미포르들로 패턴화될 수 있고, 또는 루미포르 지지 요소가 루미포르들로 패턴화된 후에 LED 조명 장치에 부가될 수 있다. 패턴화된 루미포르들 및/또는 그의 원격 표면들 상의 이산 루미포르-베어링 영역들을 갖는 조명 장치들의 예는, 예를 들어, van de Ven 등의 미국 특허 출원 공개 No. 2010/0301360A1; Andrews 등의 미국 특허 출원 공개 No. 2009/0039365; LeToQuin 등의 미국 특허 출원 공개 No. 2009/39375A1; 및 Negley 등의 미국 특허 출원 공개 No. 2009/0208269A1에 개시되어 있다. 이들 공보 각각은 여기에 참조로 통합되어 있다.
1 이상의 고체 상태 이미터와 함께 다수의 루미포르를 포함하는 여기에 개시된 다양한 실시예에서, 적어도 하나의 제1 루미포르 및 적어도 하나의 제2 루미포르 중 어느 하나 또는 양자는 1 이상의 고체 상태 이미터 칩 위에서 적어도 부분적으로 연장할 수 있고 또는 완전히 연장할 수 있다.
특정 실시예들에서, 1 이상의 파장 변환 재료(루미포르)는 단일 층 내에 배열되거나 단일 매체 내에 확산될 수 있다. 특정 실시예들에서, 한 루미포르는 한 루미포르 층 내에 배열되고, 적어도 하나의 다른 루미포르는 적어도 하나의 다른 루미포르 층 내에 배열된다. 그러한 루미포르 층들은 접촉 또는 비-접촉 관계로 배열될 수 있다. 상이한 루미포르들을 포함하는 루미포르 지지 요소들 또는 영역들은 실시예에 따라서, 서로에 관해 비-중첩, 부분 중첩 또는 완전 중첩일 수 있다.
특정 실시예들에서, 루미포르-변환 발광 컴포넌트는 400-480 nm의 범위 내의(예를 들어, 또는 선택적으로 430-470 nm 또는 440-460 nm의 1 이상의 부-범위 내의) 피크 파장을 갖는 블루 이미터(예를 들어, InGaN-기반 LED)를 포함하고, 그리고 550-599 nm의 범위 내의 피크 파장을 갖는 옐로우 루미포르(예를 들어, YAG:Ce3+(cerium-activated yttrium aluminum garnet), BOSE, 또는 (Sr1.7Ba0.2Eu0.1)SiO4를 포함함)를 포함하는 BSY 이미터 컴포넌트의 형태일 수 있다. 특정 실시예들에서, 옐로우 루미포르는 코팅 또는 바인딩 매체 내에 포함되고, 코팅 또는 바인딩 매체는 전술한(예를 들어, 블루) 고체 상태 이미터와 접촉하게 배열된다. 특정 실시예들에서, 적어도 하나의 공간적으로 분리된 루미포르(즉, 전술한 발광 컴포넌트에 관련해서 분리된)는 바람직하게는 500-560 nm, 더욱 바람직하게는 500-549 nm의 범위 내의 피크 파장을 갖는 특성의 옐로우-그린 또는 그린이다. 예시적인 그린 또는 옐로우-그린 루미포르는 Lu3Al5O12:Ce3 + (a/k/a LuAG:Ce3+); (Ba,Sr)SiO4:Eu2 +, (Lu0 .9Ce0 .01)3Al5O13; SrGa2Se4:Eu2 + 를 포함하고; 미국 특허 No. 7,311,858(이는 여기에 참조로 통합되어 있음)에 개시된 바와 같은 실리케이트-기반 그린 루미포르는 식 A2SiO4:Eu2+D를 갖는 형광체를 포함하고, 여기서 A는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn 및 Cd로 구성되는 그룹에서 선택된 2가 금속 중 적어도 하나이며; D는 F, Cl, Br, I, P, S 및 N으로 구성되는 그룹에서 선택된 도펀트이다. 특정 실시예들에서, 적어도 하나의 공간적으로 분리된 루미포르는 600-660 nm 범위 내의 피크 파장을 갖는 특성의 주로 레드이다. 예시적인 레드 루미포르는 (Sr,Ba)2Si5N8:Eu2+ 및 (Sr,Ca)SiAlN3:Eu2 + 를 포함한다. 예시적인 레드 고체 상태 이미터들은 AllnGap-기반 레드 LED를 포함한다.
특정 실시예들에서, 조명 장치는 추가의 시안 또는 긴 파장 블루 고체 상태 이미터(예를 들어, LED)를 포함한다. 그러한 이미터는 481 내지 499 nm의 범위 내의 피크 파장을 가질 수 있다. 시안 고체 상태 이미터(이는 바람직하게는 독립적으로 제어될 수 있음)의 존재는 조명 장치(330)의 색 온도의 조정 또는 튜닝을 허용할 수 있어 바람직하다(그것은 ~487 nm 피크 파장을 갖는 고체 상태 이미터에 대한 대응선(tie line)이 3000K 내지 약 4000K보다 작은 색 온도에 대한 흑체 궤적에 실질적으로 평행하기 때문이다). 각각의 전기 작동 이미터는 바람직하게는 출력 색 및/또는 색 온도가 조율(tune)될 수 있게 독립적으로 제어가능하다. 다수의 고체 상태 이미터(실질적으로 동일한 피크 또는 주 파장을 갖든 또는 적어도 10 nm 차이가 나는 피크 파장들 및/또는 주 파장들을 갖든)가 제공될 수 있다. 유사하게, 다수의 루미포르(예를 들어, 피크 파장 및/또는 적어도 10 nm 차이가 나는 주 파장을 가짐)가 제공될 수 있다.
임의 적합한 색들의(예를 들어, 블루, 그린, 옐로우, 호박색, 오렌지, 레드) 보충 고체 상태 이미터들은 바람직하게는 적어도 하나의 루미포르 지지 요소에 관해서 분리 관계로 제공될 수 있다. 그러한 보충 이미터들은 임의 적합한 피크 파장의 1 이상의 루미포르에 연계될 수 있다. 루미포르들은 단일 전기 작동 고체 상태 이미터 또는 다수의 전기 작동 고체 상태 이미터에 의해서 자극되도록 배열될 수 있다.
특정 실시예들에서, 여기에 기술된 바와 같은 다수의 루미포르-변환 고체 상태 이미터 컴포넌트(예를 들어, BSY 컴포넌트들)가 제공될 수 있다. 제1 루미포르-변환 발광 컴포넌트는 제1 공간적으로 분리된 보충 루미포르로부터의 방출을 자극하도록 배열될 수 있고, 제2 루미포르-변환 발광 컴포넌트는 제2 공간적으로 분리된 보충 루미포르로부터의 방출을 자극하도록 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 보충 루미포르는 500 nm에서 549 nm까지의 범위에 있는 피크 파장을 방출하도록 구성되고, 다른 보충 루미포르는 600 nm에서 660 nm까지의 범위에 있는 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 고체 상태 이미터 컴포넌트들은 독립적으로 제어될 수 있다. 최종 소자는 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트 및 제2 파장 변환 재료로부터의 방출을 수신하도록 배열된 렌즈, 디퓨저, 및 산란 재료 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 고체 상태 조명 장치는 고체 상태 이미터 패키지로 구체화될 수 있는 다음의 특징부들(features) 중 적어도 하나를 포함한다: 고체 상태 광 이미터들에 전력을 제공하도록 배열된 단일 리드프레임; 고체 상태 광 이미터로부터 나오는 광의 적어도 일부를 반사하도록 배열된 단일 반사기; 고체 상태 광 이미터들을 지지하는 단일 서브마운트; 및 각각의 고체 상태 광 이미터들로부터 나오는 광의 적어도 일부를 전달하도록 배열된 단일 렌즈.
여기에 기술된 다양한 실시예에서, 조명 장치로부터의 전체 방출은 BBL에 관한 기준점(reference point)의 4개의 맥아담 편차 타원(MacAdam ellipses) 내의 제1 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 빛의 혼합을 생성한다. 특정 실시예들에서, 그러한 기준점은 4000K 이하, 좀더 바람직하게는 3500K 또는 심지어는 3000K 이하의 색 온도를 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 조명 장치로부터의 결합 방출은 (a) 적어도 85의 색 렌더링 인덱스(CRI Ra) 값, 및 (b) 적어도 85의 색 품질 스케일(CQS) 값 중 적어도 하나를 구현한다.
특정 실시예들에서, 적어도 하나의 루미포르-변환 고체 상태 이미터 컴포넌트는 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 의해 발생한 방출을 포함하고, 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료는 BBL에 관한 적어도 하나의 제1 기준점의 10개(좀더 바람직하게는 7개)의 맥아담 편차 타원 내의 제1 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 빛의 혼합을 생성한다. 제2 파장 변환 재료는 앞서 언급한 발광 컴포넌트(들)로부터 공간적으로 분리되어 있고, 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하고, 응답하여 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출의 일부를 변환(예를 들어, 하향 변환(downconvert))해서 제2 파장 변환 재료 방출을 생성하도록 배열되어 있다. 추가의 보충 방출들은 (A) 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터(예를 들어, (i) 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장 및 (iii) 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 방출하도록 구성됨); 및 (B) 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하고, 응답하여 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출의 일부를 변환(예를 들어, 하향 변환)해서 (i) 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장 및 (iii) 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 포함하는 제3 파장 변환 재료 방출을 생성하도록 배열되는 제3 파장 변환 재료 중에서 적어도 하나에 의해 제공된다. 조명 장치에서 나오는 광의 결합은 BBL에 관한 적어도 하나의 제2 기준점의 4개의 맥아담 편차 타원 내의 제2 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 광의 혼합을 생성한다. 특정 실시예들에서, 위에 언급한 제1 기준점의 색 온도는 제2 기준점의 색 온도보다 큰 적어도 1000K(좀더 바람직하게는 적어도 1500K)이다.
특정 실시예들에서, BSY 발광 컴포넌트 및 공간적으로 분리된 루미포르들의 혼합을 포함하는 조명 장치는 적어도 어느 정도의 발광 효율과 함께 적어도 약 95, 좀더 바람직하게는 적어도 약 97의 CRI Ra를 제공하도록 배열된다.
도 2a-2i는 각각이 공간적으로 분리된 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 루미포르-변환 발광 컴포넌트(예를 들어, BSY 이미터)를 포함하고 적어도 하나의 보충 전기 작동 고체 상태 이미터 및/또는 부가의 공간적으로 분리된 파장 변환 재료를 포함하는 멀티-칩 고체 상태 램프들의 예를 보여주고 있다.
도 2a를 참조하면, LED 램프(200)는 전기 작동 고체 상태 이미터 칩과 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 이미터 컴포넌트(203)를 수용하도록 구성된 다이 실장 영역(202)을 갖는 기판 또는 서브마운트(201)를 포함한다. 다수의 파장 변환 재료(예를 들어, 루미포르)(204)는 고체 상태 이미터 컴포넌트(203)로부터 공간적으로 분리되어 있고(예를 들어, 적어도 하나의 중간 재료 및/또는 갭에 의해 분리되어 있고), 고체 상태 이미터 컴포넌트(203)로부터의 방출을 수신하고, 응답하여 고체 상태 이미터 컴포넌트(203)의 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 파장 변환 재료에 의해 생성된 피크 파장과는 다른 피크 파장을 방출하도록 배열되어 있다. 특정 실시예들에서, 고체 상태 이미터 컴포넌트(203)는 430 내지 480 nm의 범위(블루 스펙트럼 범위를 포함함) 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 고체 상태 이미터 칩과 550 내지 599 nm의 범위(옐로우 스펙트럼 범위를 포함함) 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료를 갖는 BSY 이미터를 포함한다. 특정 실시예에서, 파장 변환 재료(204)는 500 내지 560 nm의 범위(그린 스펙트럼 범위를 포함하고 옐로우 스펙트럼 범위의 일부와 겹침) 내의, 좀더 바람직하게는 500 내지 549 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 파장 변환 재료를 포함하고; 파장 변환 재료(204)는 600에서 660 nm까지의 범위(레드 스펙트럼 범위를 포함함) 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 파장 변환 재료를 포함한다. 파장 변환 재료(204)는 바람직하게는 전기 작동 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출의 일부를 상이한 파장들로 변환하고 전기 작동 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출의 일부가 장치(210)로부터 전송될 수 있게 하도록 배열되어 있다. 램프(200)로부터의 전체 방출은 바람직하게는 전체 출력으로서 백색 광을 제공하도록 적어도 4개의 색 피크(즉, 적어도 4개의 상이한 광의 색에 대응하는 파장 범위 내의 로컬 피크 파장을 가지며, 그러한 색 피크들은 서로 적어도 10 nm 만큼 차이를 갖는다)를 포함한다. 최종 빛의 혼합은 바람직하게는 BBL에 관한 기준점의 4개의 맥아담 편차 타원 내의 제1 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 가지며, 이 기준점은 바람직하게는 4000K 미만, 좀더 바람직하게는 3500K 미만의 색 온도를 갖는다. 특정 실시예들에서, 기준 색 온도는 2000K보다 크다.
도 2b는 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 이 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 이미터 컴포넌트(213)(부분들(213-1, 213-2)을 포함함)를 수용하도록 구성된 다이 실장 영역(212)을 갖춘 기판 또는 서브마운트(211)를 포함하는 다른 LED 램프(210)(램프(200)와 유사함)를 보여주고 있다. 제1 및 제2 파장 변환 재료(예를 들어, 루미포르)(214-1, 214-2)는 각각 고체 상태 이미터 컴포넌트(213)(예를 들어, 적어도 하나의 중간 재료 및/또는 갭에 의해서 분리됨)로부터 공간적으로 분리되며, 고체 상태 이미터 컴포넌트(213)로부터의 방출을 수신하고, 응답하여 고체 상태 이미터 컴포넌트(213)의 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 파장 변환 재료에 의해서 생성된 피크 파장과는 다른 피크 파장을 방출하도록 배열된다. 파장 변환 재료(214-1, 214-2)는 루미포르 지지 요소의 상이한(예를 들어, 이산) 영역들 위에 배열되고, 그러한 영역들은 바람직하게는 특성이 실질적으로 겹쳐지지 않는다. 단지 2개의 이산 루미포르 영역(214-1, 214-2)이 도 2b에 도시되어 있을지라도, 다양한 실시예에서, 임의 필요한 수의 루미포르 영역들이 1 이상의 고체 상태 이미터 칩(또는 BSY 이미터와 같은, 고체 상태 이미터 칩과 파장 변환 재료의 결합을 포함하는 1 이상의 고체 상태 이미터 컴포넌트)의 모두 또는 단지 부분들 위에 놓이는 임의 원하는 규칙 또는 불규칙 패턴으로 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 선택적인 디퓨저 및/또는 산란 요소(도시되지 않음)가 램프(210)와 램프(210)를 포함하는 조명 장치의 발광 부분 사이에 배열될 수 있다. 램프(210)로부터의 전체 방출은 바람직하게는 전체 출력으로서 백색 광을 제공하도록 적어도 4개의 색 피크를 포함하며, 최종 광 혼합은 BBL에 관한 기준점의 맥아담 편차 타원 내의 x, y 좌표를 갖는다(1931 CIE). 특정 실시예들에서, 고체 상태 이미터 컴포넌트(213)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료와 결합해서 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 제1 파장 변환 재료(214-1)는 500 내지 560 nm의 범위(좀더 바람직하게는 500 내지 549 nm의 범위) 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있고; 제2 파장 변환 재료(214-2)는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있다.
일 실시예에서, 도 2b에 따른 조명 장치는 각각이 전기 작동 고체 상태 이미터와, 이 고체 상태 이미터로부터의 방출의 적어도 일부를 수신하고 응답하여 고체 상태 이미터의 색 피크와는 다른 색 피크를 갖는 광을 방출하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함하는 제1 및 제2 고체 상태 이미터 컴포넌트(213-1, 213-2)를 포함한다. 각 고체 상태 이미터 컴포넌트(213-1, 213-2)는 독립적으로 제어될 수 있고, 제1 컴포넌트(213-1)는 제1 공간적으로 분리된 파장 변환 재료(214-1)를 자극하도록 배열되며. 제2 컴포넌트(213-2)는 제2 공간적으로 분리된 파장 변환 재료(214-2)를 자극하도록 배열된다. 고체 상태 이미터 컴포넌트(213-1, 213-2)를 개별적으로 제어함으로써(예를 들어, 각 컴포넌트에 대한 전류 공급을 독립적으로 제어함으로써), 장치(210)로부터의 전체 방출의 색도 및/또는 색 온도가 조정될 수 있다. 램프(200)로부터의 전체 방출은 바람직하게는 전체 출력으로서 백색 광이 제공되도록 적어도 4개의 색 피크(즉, 적어도 4개의 상이한 광의 색들에 대응하는 파장 범위 내의 로컬 피크 파장들을 가짐)를 포함한다. 최종 광의 혼합은 바람직하게는 BBL에 관한 기준점의 4개의 맥아담 편차 타원 내의 제1 점을 정의하는 x, y 좌표(1391 CIE)를 가지며, 이 기준점은 바람직하게는 4000K 미만, 좀더 바람직하게는 3500K 미만의 색 온도를 갖는다.
일 실시예에서, 제1 컴포넌트(213-1) 및 제2 컴포넌트(213-1)로부터의 방출을 개별적으로 수신하도록 배열된 제3 및 제4 파장 변환 재료의 존재에 대한 대안으로, 제3 및 제4 파장 변환 재료의 상이한 결합(비율) 또는 혼합이 제1 컴포넌트(213-1) 및 제2 컴포넌트(213-2)로부터의 방출을 개별적으로 수신하도록 배열될 수 있다. 도 2b를 참조하면, 그러한 실시예에서, 제1 파장 변환 재료 영역(214-1)은 제1 및 제2 파장 변환 재료의 제1 비율 또는 혼합을 포함하고, 제2 파장 변환 재료 영역(214-2)은 제1 및 제2 파장 변환 재료의 제2 비율 또는 혼합을 포함하며, 여기서 제1 비율 또는 혼합은 제1 및 제2 파장 변환 재료의 양 또는 상대적인 농도에 관해서 제2 비율 또는 혼합과 다르다.
도 2c는 각각 고체 상태 이미터 칩(예를 들어, LED, OLED 또는 레이저 다이오드)을 수용하도록 구성된 제1 및 제2 다이 실장 영역(222A, 222B)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(221)를 갖는 멀티-칩 고체 상태 램프(220)를 보여주고 있다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(223A)(제1 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 제1 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함함)는 제1 다이 실장 영역(222A)에 장착되고, 제2 고체 상태 이미터 컴포넌트(223B)는 서브마운트 또는 기판(221)의 제2 다이 실장 영역(222B)에 장착된다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(223A)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 제2 파장 변환 재료(224A)는 500 내지 560 nm(좀더 바람직하게는 500 내지 549 nm)의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있고, 제2 고체 상태 이미터(223B)는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(223A) 및 제2 고체 상태 이미터(223B)는 독립적으로 제어가능하다.
도 2d는 각각 고체 상태 이미터 칩을 수용하도록 구성된 제1 및 제2 다이 실장 영역(232A, 232B)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(231)를 갖는 멀티-칩 고체 상태 램프(230)를 보여주고 있다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(233A)(제1 전기 작동 고체 상태 이미터 칩과, 제1 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함함)는 제1 다이 실장 영역(232A)에 장착되고, 제2 고체 상태 이미터(233B)는 서브마운트 또는 기판(231)의 제2 다이 실장 영역(232B)에 장착되고, 제2 파장 변환 재료(234B)는 제2 고체 상태 이미터 칩(233B) 위에 배열된다. 파장 변환 재료(234A, 234B)는 바람직하게는 각자의 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(233A) 및 제2 고체 상태 이미터 칩(233B)으로부터 공간적으로 분리된다. 제2 고체 상태 이미터 칩(233B) 위의 파장 변환 재료(234B)는 제1 고체 상태 이미터 칩(233A) 위에 배열된 파장 변환 재료와 동일한 또는 상이한 구성을 구현할 수 있고, 도 2d가 불연속인 파장 변환 재료(234A, 234B)를 보여주고 있을지라도, 특정 실시예들에서는, 그러한 변환 재료들(234A, 234B)은 특성이 실질적으로 연속일 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(233A)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 제2 파장 변환 재료(234A)는 500 내지 560 nm의 범위 내의(더욱 바람직하게는, 500 내지 549 nm의 범위 내의) 피크 파장을 방출하도록 구성되며, 제2 고체 상태 이미터(233B)는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 일 실시예에서, 제2 고체 상태 이미터(233B) 위에 배열된 파장 변환 재료(234B)는 500 내지 560 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되며(예를 들어, 제2 파장 변환 재료(234A)와 동일한 구성을 가짐), 제1 고체 상태 이미터(컴포넌트(233A)의 일부로서)로부터의 방출에 의해서 자극되지만 제2 고체 상태 이미터(233B)로부터의 방출에 의해서는 자극되지 않도록 배열된다.
도 2e는 각각이 고체 상태 이미터 칩을 수용하도록 구성된 제1 및 제2 다이 실장 영역(242A, 242B)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(241)를 갖는 멀티-칩 고체 상태 램프(240)를 보여주고 있다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(243A)(제1 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 제1 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함함)는 제1 다이 실장 영역(242A)에 장착되고, 제2 고체 상태 이미터(243B)는 제2 다이 실장 영역(242B)에 장착되며, 추가의 파장 변환 재료(244B)가 공간적으로 분리되어 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(243A)로부터의 방출을 수신하도록 배열된다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(243A)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 파장 변환 재료(244A)는 500 내지 560 nm의 범위 내의(좀더 바람직하게는 500 내지 549 nm의 범위 내의) 피크 파장과 600에서 660 nm까지의 범위 내의 다른 피크 파장을 방출하도록 구성되며; 제2 고체 상태 이미터(243B)는 480-499 nm 범위 내의(즉, 긴 파장 블루 및/또는 시안 범위를 포함함) 피크 파장을 방출하도록 구성된다.
도 2f는, 적어도 하나의 파장 변환 재료(254B)가 제2 고체 상태 이미터(253B)로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있는 것 외에는, 도 2e에 도시된 램프와 유사한 멀티-칩 고체 상태 램프(250)를 보여주고 있다. 램프(250)는 각각이 고체 상태 이미터 칩을 수용하도록 구성된 제1 및 제2 다이 실장 영역(252A, 252B)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(251)를 포함한다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(253A)(제1 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 제1 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함함)는 제1 다이 실장 영역(252A)에 장착되고, 제2 고체 상태 이미터(253B)는 제2 다이 실장 영역(252B)에 장착된다. 1 이상의 추가 파장 변환 재료(254A, 254B)는 공간적으로 분리되어 각각 제1 컴포넌트(253A) 및 제2 고체 상태 이미터(253B)로부터의 방출을 수신하도록 배열된다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(253A)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 제2 고체 상태 이미터(253B)는 480-499 nm 범위(즉, 긴 파장 블루 및/또는 시안 범위를 포함함) 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 특정 실시예들에서, 고체 상태 이미터 컴포넌트(253A) 및 제2 고체 상태 이미터(253B)는 상이한 파장 변환 재료(254A, 254B)로부터의 방출을 자극하도록 배열되고, 여기서 하나의 파장 변환 재료는 500 내지 560 nm의 범위 내의(더욱 바람직하게는 500 내지 549 nm의 범위 내의) 피크 파장을 방출하도록 배열되고, 다른 파장 변환 재료는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 배열된다. 특정 실시예들에서, 파장 변환 재료들 중 적어도 하나는 위에서 언급한 바와 같은 다수의 파장 변환 재료를 포함한다. 특정 실시예들에서, 파장 재료들의 상이한 결합(비율) 또는 혼합은 제1 컴포넌트(253A)와 제2 고체 상태 이미터(253B)로부터의 방출을 개별적으로 수신하도록 배열될 수 있다.
도 2g는 다수의 파장 변환 재료가 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(263A)와 제2 고체 상태 이미터(263B)의 각각 위에 배열되어 있는 것을 제외하고는 도 2f에 도시된 램프와 유사한 멀티-칩 고체 상태 램프(250)를 보여주고 있다. 램프(260)는 각각 고체 상태 이미터 칩(예를 들어, LED, OLED 또는 레이저 다이오드)를 수용하도록 구성된 제1 및 제2 다이 실장 영역(262A, 262B)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(261)를 포함한다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(263A)(제1 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 제1 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함함)는 제1 다이 실장 영역(262A)에 장착되고, 제2 고체 상태 이미터(263B)는 제2 다이 실장 영역(262B)에 장착된다. 다수의 파장 변환 재료는 공간적으로 분리되어 제1 컴포넌트(263A)와 제2 고체 상태 이미터(263B)로부터의 방출을 수신하도록 배열된 다수의 파장 변환 재료 영역(264A, 264B) 각각에 배치된다. 다수의 파장 변환 재료 영역은 파장 변환 재료들의 동일한 또는 상이한 비율 또는 양을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(263A)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 제2 고체 상태 이미터(263B)는 480-499 nm 범위(즉, 긴 파장 블루 및/또는 시안 범위를 포함함) 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되고, 파장 변환 재료 영역들 각각은 500 내지 560 nm의 범위 내의(더욱 바람직하게는 500 내지 549 nm의 범위 내의) 피크 파장을 방출하도록 배열되고, 다른 파장 변환 재료는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 배열된다. 특정 실시예들에서, 제1 발광 컴포넌트(263A) 및 제2 발광 칩(263A)은 독립적으로 제어가능하다.
도 2h는 각각이 고체 상태 이미터 칩을 수용하도록 구성된 제1, 제2 및 제3 다이 실장 영역(272A, 272B, 272C)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(271)를 갖는 멀티-칩 고체 상태 램프(270)를 보여주고 있다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(273A)(제1 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 제1 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함함)는 제1 다이 실장 영역(272A)에 장착되고, 제2 및 제3 고체 상태 이미터 칩(273B, 273C)은 각각 제2 및 제3 다이 실장 영역(232B, 232C)에 장착된다. 적어도 하나의 파장 변환 재료(274A)는 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(273A)로부터의 방출을 수신하도록 배열되고, 적어도 하나의 파장 변환 재료(274B)는 제2 고체 상태 이미터 컴포넌트(273B)로부터의 방출을 수신하도록 배열되고, 여기서 파장 변환 재료들(274A, 274B)은 바람직하게는 각자의 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(273A) 및 제2 고체 상태 이미터(273B)로부터 공간적으로 분리된다. 제2 고체 상태 이미터 칩(273B) 위의 적어도 하나의 파장 변환 재료(274B)는 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(27A) 위에 배열된 적어도 하나의 파장 변환 재료와 동일하거나 상이한 구성(들)을 구현할 수 있고, 비록 도 2h가 파장 변환 재료들(274A, 274B)이 불연속인 것으로 도시하고 있을지라도, 특정 실시예들에서, 그러한 변환 재료들(274A, 274B)은 특성에 있어서 실질적으로 연속일 수 있다(예를 들어, 제1 이미터 컴포넌트(273A)와 제2 고체 상태 이미터(273B) 간의 갭에 걸쳐서). 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(273A)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(273A) 위에 배열된 적어도 하나의 파장 변환 재료(274A)는 500 내지 560 nm(더욱 바람직하게는 500 내지 549 nm)의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 배열된다(600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되는 적어도 하나의 파장 변환 재료(274A)를 선택적으로 포함함). 특정 실시예들에서, 제2 고체 상태 이미터(273B)는 481 내지 499 nm의 범위(긴 파장 블루 또는 시안 범위에 대응함) 내의 피크 파장을 출력하도록 구성되며, 제2 고체 상태 이미터(273B) 위에 배열된 적어도 하나의 파장 변환 재료(274B)는 500 내지 560 nm(더욱 바람직하게는 500 내지 549 nm)의 범위 내의 피크 파장 및/또는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 특정 실시예들에서, 제3 고체 상태 이미터(273C)는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(273A), 제2 고체 상태 이미터(273B) 및 제3 고체 상태 이미터(273C) 중 2개 또는 그 이상, 즉 3개 모두는 독립적으로 제어될 수 있다.
도 2i는 각각이 고체 상태 이미터 칩을 수용하도록 구성된 제1 내지 제4 다이 실장 영역(282A-282D)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(281)를 갖는 멀티-칩 고체 상태 램프(280)를 보여주고 있다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(283A)(제1 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 제1 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함함)는 제1 다이 실장 영역(282A)에 장착되고, 제2 내지 제4 고체 상태 이미터(283B-283D)는 각각 제2 내지 제4 다이 실장 영역(282B-282D)에 장착된다. 1 이상의 추가 파장 변환 재료는 공간적으로 분리되어 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(283A) 및/또는 제2 고체 상태 이미터(283B)로부터의 방출을 수신하도록 배열된다. 제3 및 제4 고체 상태 이미터(283C, 283D)는 파장 변환 재료가 없을 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(283A)는 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함하고; 제2 고체 상태 이미터(283B)는 430 내지 499 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 배열될 수 있고; 1 이상의 파장 변환 재료는 500 내지 560 nm(더욱 바람직하게는 500 내지 549 nm)의 범위 내의 피크 파장 및/또는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 제3 및 제4 고체 상태 이미터(283C-283D)는 임의 적당한 범위, 예를 들어, 400-480 nm, 481-499 nm, 500-560 nm, 또는 600-660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 배열될 수 있다. 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(283A), 및 제2 내지 제4 고체 상태 이미터(283B-283D) 중에서 2 또는 그 이상, 3개 모두, 또는 4개 모두가 독립적으로 제어될 수 있다.
도 3은 각각이 고체 상태 이미터 칩을 수용하도록 구성된 제1 내지 제4 다이 실장 영역(302A-302D)을 포함하는 공통(단일) 기판 또는 서브마운트(301)를 갖는 멀티-칩 고체 상태 램프(300)를 보여주고 있다. 제1 및 제2 고체 상태 이미터 컴포넌트(303A, 303D)(다이 실장 영역(302A, 302D)에 장착됨) 각각은 전기 작동 고체 상태 이미터 칩 및 고체 상태 이미터 칩으로부터의 방출을 수신하도록 배열된 파장 변환 재료를 포함한다. 제3 및 제4 고체 상태 이미터 칩(303B, 303C)은 다이 실장 영역(302B, 302C)에 장착된다. 1 이상의 추가 파장 변환 재료는 공간적으로 분리되어 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(303A) 및 제2 고체 상태 이미터 컴포넌트(303D) 및/또는 제3 고체 상태 이미터 칩(302B)으로부터의 방출을 수신하도록 배열되고, 전술한 요소(303A, 303B, 303D) 중 적어도 하나로부터의 방출에 의해서 자극되도록 배열된다. 제4 고체 상태 이미터(303C)는 파장 변환 재료가 없을 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터 컴포넌트(303A) 및 제2 고체 상태 이미터 컴포넌트(303D)는 각각 백색 또는 근사-백색 광(예를 들어, BBL의 7 맥아담 편차 타원 내(1931 CIE))을 방출하도록 각각 배열된다. 일 실시예에서, 제1 및 제3 고체 상태 이미터 컴포넌트(303A, 303D) 각각은 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 파장 변환 재료와 함께 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 고체 상태 이미터 칩을 포함한다. 전술한 고체 상태 이미터 및/또는 파장 변환 재료 피크 파장들 중 1 이상은 제1 및 제2 고체 상태 이미터 컴포넌트(303A, 303D) 사이에서 적어도 10 nm 만큼 다를 수 있다. 특정 실시예에서, 제2 고체 상태 이미터(303B)는 430 내지 499 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 배열될 수 있고; 1 이상의 파장 변환 재료(304A, 304B, 304D)는 500 내지 560 nm(좀더 바람직하게는 500 내지 549 nm)의 범위 내의 피크 파장 및/또는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 제4 고체 상태 이미터(303C-303D)는 임의 적당한 범위, 예를 들어, 400-480 nm, 481-499 nm, 500-560 nm, 또는 600-660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 배열될 수 있다. 고체 상태 이미터 컴포넌트(303A, 303D), 및 고체 상태 이미터(303B-303D) 중에서 2 또는 그 이상, 3개 모두, 4개 모두는 조명 장치로부터의 전체 방출의 색도, 색 온도, 및 세기 중 임의 것을 조정할 수 있게 독립적으로 제어될 수 있다. 특정 실시예들에서, 조명 장치(300)의 전체 출력은 4개, 5개, 또는 6개 또는 그 이상의 피크 파장(예를 들어, 적어도 5 nm 만큼, 또는 일부 실시예들에서는 적어도 10 nm 만큼 서로 다름)을 포함한다.
여기에 기술된 바와 같은 다양한 조명 장치는 1 이상의 고체 상태 이미터 패키지로 구현되거나 이를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 예시적인 이미터 패키지(400)는 일체의(integral) 전도 기판들을 갖는 다수의 이미터(412A, 412B)(예를 들어, Durham, NC 소재의 Cree, Inc.에 의해 제조된 LED 칩)를 포함할 수 있다. 그러한 고체 이미터(412A, 412B)는 각각 대항하는 면에 애노드와 캐소드 접점(contact)을 포함하는 수직 소자일 수 있다. 고체 상태 이미터(412A, 412B)는 플립-칩 구성으로 장착될 수 있고, 여기서 광은 이미터(412A, 412B)의 기판을 통해서 위로 방출된다. 플립-칩 실장은 필요하지 않으며; 다른 실시예들에서는, 고체 상태 이미터 칩들은 그들의 기판 부분들이 서브마운트(414) 또는 다른 지지 구조에 인접하도록 실장될 수 있다. 적어도 제1 고체 상태 이미터(412A)는 이미터(412A) 상에 또는 위에 코팅될 수 있는 적어도 하나의 루미포르(413)와 상호작용하도록 배열되고, 여기서 이미터와 루미포르의 결합은 고체 상태 이미터 컴포넌트를 구성한다. 적어도 하나의 추가 루미포르(424)는 제1 고체 상태 이미터(412A)로부터 공간적으로 분리될 수 있다. 와이어본드 연결(도시되지 않음)은 외부 도선(415, 416)을 서브마운트(414) 상의 전도 트레이스들에 연결할 수 있다. 전기 도선(415, 416)은 바디 구조(410)의 측면 에지(410C)를 지나 바깥으로 측면에서 연장할 수 있다. 서브마운트(414) 및 이미터(412A, 412B)는 패키지 바디 구조(410)의(또는 선택적으로 이와 통합된) 상단 표면(410A)에 배치된 반사기 컵(418) 내에 배열된다. 반사기 컵(418)의 적어도 일부는 봉합재(420)로 채워질 수 있고, 봉합재는 적어도 하나의 요소(434)로 덮일 수 있고, 이미터(412A, 412B)로부터 공간적으로 분리되는 렌즈, 디퓨저, 및/또는 추가 루미포릭 재료(들) 중 1 이상을 포함한다. 바디 구조(410)는 바람직하게는 몰드 폴리머 조성물(molded polymeric composition)과 같은 전기 절연 재료를 포함한다. 바디(410)의 중앙 부분 안에는 히트싱크(417)가 배치되고 이 히트싱크는 서브마운트(414)와 바디(410)의 한단 표면(410B) 사이를 연장한다. 히트싱크(417)는 리드프레임과 일체로 형성되거나 그에 연결될 수 있다. 유사한 고체 상태 이미터 패키지 및 이에 관한 제조 세부사항은 Loh 등의 미국 특허 No.7,655,957에 제시되어 있고, 이는 여기에 참조로 통합된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 패키지(400)는 단일 서브마운트(414) 위에 그리고 단일 반사기(418) 내에 배열된 다수의 이미터(412A, 412B)를 포함하고, 단일 반사기는 (예를 들어, 봉합재(420)와 연계될 수 있는 바와 같이) 단일 렌즈에 의해 덮일 수 있다. 단지 2개의 고체 상태 이미터 칩(412A, 412B)이 도 4에 따른 패키지(400) 내에 도시되어 있지만, 임의 바람직한 수의 고체 상태 이미터 칩이 단일 패키지 및/또는 고체 상태 이미터 패키지 그룹 안에 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
예시적인 실시예들에 따른 다수의 고체 상태 이미터(예를 들어, LED 칩)와 반사기들을 포함하는 다양한 예시적인 조명 장치가 도 5 및 도 7-12에 연관해서 도시되고 기술된다.
일 실시예에서, 고체 상태 조명 장치는 다수의 고체 상태 이미터와 고체 상태 이미터들로부터 공간적으로 분리된 1 이상의 층 안에 배열된 적어도 하나의 루미포르를 포함할 수 있다. 도 5는 반사기 컵(522) 또는 유사한 지지 구조 안에, 상에 또는 위에 실장된 제1 및 제2 고체 상태 이미터(예를 들어, LED)(523, 525)와, LED(523, 525)로부터 공간적으로 분리되어 있고 LED(523, 525)와 조명 장치(520)의 발광 단부 또는 표면 사이에 배열된 1 이상의 층 안에 배열된 1 이상의 루미포르(530A, 530B)를 포함하는 고체 상태 조명 장치(520)의 적어도 일부에 대한 개략적인 측 단면도이다. 봉합재(526) 및/또는 다른 재료는 LED(523, 525)와 루미포르(530A, 530B) 사이에 배치될 수 있고; 대안으로, LED(523, 525)와 루미포르(530A, 530B)는 일정 갭 만큼 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 루미포르(530A, 530B)는 특성이 균일하거나 비-균일할 수 있는 교차 층들에 배열될 수 있다. 상이한 층들에 상이한 루미포르를 한정(confine)하는 한 장점은 다른 루미포르의 여기 스펙트럼과 겹칠 수 있는 한 루미포르의 방출 스펙트럼의 과도한 흡수를 피하는 것이다(예를 들어, 제1 형광체(예를 들어, 레드)의 여기 스펙트럼은 다른 형광체의 방출 스펙트럼과 겹칠 수 있고, 이는 효율의 손실을 가져온다). 일 실시예에서, 루미포르 재료는 개별 루미포르 층 안에 비-균일 방식으로 확산(예를 들어, 패턴화)될 수 있다. 일 실시예에서, 루미포르 재료 층은 위치에 관련해서 비-균일한 두께를 가질 수 있다. 고체 상태 이미터(523)는 루미포르(524)와 연계(예를 들어, 그 위에 코팅)되며, 그러한 요소(523-524)는 고체 상태 이미터 컴포넌트를 구성한다. 특정 실시예들에서, 고체 상태 이미터(523)는 430에서 490 nm까지의 범위 내의 피크 파장을 갖는 기본적인 블루 이미터(primarily blue emitter)이고, 루미포르(524)는 550-599 nm 범위 내의 피크 파장을 가지며, 이들 결합은 BSY 컴포넌트를 형성한다. 다른 고체 상태 이미터(525)는 연계 루미포르와 함께 또는 없이 임의 적합한 색을 구현할 수 있다. 특정 실시예들에서, 적어도 하나의 루미포릭 재료 층(530A, 530B)은 500 내지 560 nm(좀더 바람직하게는 500 내지 549 nm)의 범위 내의 피크 파장과 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 적응될 수 있다. 추가 루미포르들 및/또는 고체 상태 이미터들이 제공될 수 있다. 루미포릭 재료 층(530A-530B)은 두께, 루미포르 농도, 루미포르 확산 등에 관련해서 균일할 수 있고 또는 비-균일할 수 있다.
특정 실시예들에서, 파장 변환 재료들(예를 들어, 루미포르들)은 1 이상의 고체 상태 이미터 칩의 전체 또는 단지 부분들 위에 놓이는 1 이상의 패턴 층(예를 들어, 스트라이프, 체커보드, 다각형 기하학 패턴, 굽은 모양을 포함하는 패턴, 도트 패턴 등을 포함하지만 이에 한정되지 않음)으로 배열될 수 있다. 루미포르들은 예로 잉크젯 인쇄, 스텐실 또는 마스크의 이용(이는 예로 포토마스크의 이용을 포함할 수 있음), 롤러, 파우더 코팅/경화, 등을 포함할 수 있는 임의 원하는 패턴화 기법을 이용하여 루미포르 지지 요소 상에 패턴화될 수 있다. 다른 실시예들에서, 루미포르 지지 요소는 LED 조명 장치에 부가되기 전에 루미포르들로 패턴화될 수 있고, 또는 루미포르 지지 요소는 LED 조명 장치에 부가된 후에 루미포르들로 패턴화될 수 있다.
상이한 패턴 층들 및 패턴 층 결합들의 예가 도 6a-6c에 도시되어 있다. 도 6a는 교대 패턴으로 배열된 제1 및 제2 파장 변환 재료(630-1, 630-2)의 상이한 영역을 포함하는 단일 파장 변환 재료 층(630)을 보여주고 있다. 도 6b는 접촉(스택) 관계로 배열된 2개의 파장 변환 재료 층(640A, 640B)을 보여주고 있고, 여기서 제1 층(640A)은 윈도우 영역들(640A-0)에 의해 측면에서 분리된 제1 파장 변환 재료(640A-1)의 영역들을 포함하고, 제2 층(640B)은 윈도우 영역들(640B-0)에 의해 측면에서 분리된 제2 파장 변환 재료(640B-2)의 영역들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 파장 변환 재료 영역들(640A-1)은 제2 층(640B)의 윈도우 영역들(640B-0)과 정렬(align)되어 있고, 제2 파장 변환 재료 영역들(640B-2)은 제1 층(640A)의 윈도우 영역들(640A-0)과 정렬되어 있어서, 상이한 파장 변환 재료(640A-1, 640B-2)의 영역들은 서로 직접 겹치지 않는다. 도 6c는 갭(655)(또는 중간 재료, 도시되지 않음)에 의해 분리된 비-접촉 관계로 배열된 2개의 파장 변환 재료 층(650A-650B)을 도시하고 있고, 여기서 제1 층(650A)은 윈도우 영역들(650A-0)에 의해 측면에서 분리된 제1 파장 변환 재료(650A-1)의 영역들을 포함하고, 제2 층(650B)은 윈도우 영역들(650B-0)에 의해 측면에서 분리된 제2 파장 변환 재료(650B-2)의 영역들을 포함한다. 제1 파장 변환 재료 영역들(650A-1)은 제2 층(650B)의 윈도우 영역들(650B-0)과 정렬되어 있고, 제2 파장 변환 재료 영역들(650B-2)은 제1 층(650A)의 윈도우 영역들(650A-0)과 정렬되어 있어서, 상이한 파장 변환 재료(650A-1, 650B-2)의 영역들은 서로 직접 겹치지 않는다.
도 7은 기판(721)에 의해서 지지를 받는 다수의 고체 상태 이미터(723, 725, 726)(한 이미터(723) 상에는 연계 루미포르(724)가 배열되어 있음), 및 다수의 고체 상태 이미터(723, 725, 726)로부터 공간적으로 분리된 적어도 한 층의 상이한 영역들(730A-730F)에 패턴화된 다수의 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치(720)를 보여주고 있다. 고체 상태 이미터들(723, 725, 726)은 중간 재료(727)(예료 봉합재 재료) 또는 에어 갭에 의해서 파장 변환 재료(730A-730F)로부터 분리될 수 있다. 임의 적당한 수의 파장 변환 재료가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 연계 루미포르(724)를 갖고 있는 이미터(723)는 BSY 이미터 컴포넌트를 구성하고, 파장 변환 재료들(730A-730E)은 500에서 560 nm까지(좀더 바람직하게는 500에서 549 nm까지)의 범위 내의 피크 파장 및/또는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된다. 추가 고체 상태 이미터들(725-726)은 임의 원하는 피크 파장, 예를 들어, 400-480 nm, 481-499 nm, 500-560 nm 또는 600-660 nm 범위 내의 피크 파장을 출력하도록 적응될 수 있다. 추가 루미포르들 및/또는 고체 상태 이미터들이 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서, 고체 상태 이미터들(723, 725, 726) 중에서 적어도 2개 또는 모두가 독립적으로 제어될 수 있다.
특정 실시예들에서, 상이한 고체 상태 이미터들은 조명 장치의 공통(단일) 서브마운트 또는 다른 구조적 지지 요소 위에 배치된 상이한 반사기들 안에, 상에 또는 위에 배열될 수 있다. 도 8은 제1 반사기(832A) 안에 또는 상에 장착된 제1 고체 상태 이미터(예를 들어, 제1 LED)(834)를 포함하고 그리고 제2 반사기(832B) 안에 또는 상에 장착된 제2 고체 상태 이미터(예로 제2 LED)(835)를 포함하는 고체 상태 조명 장치(830)의 적어도 일부의 개략적인 측 단면도이고, 여기서 각 반사기(832A, 832B)는 단일 서브마운트(801) 또는 다른 지지 구조 상에 또는 위에 배열되어 있다. 루미포르 재료(837)는 제1 고체 상태 이미터(834) 상에 배열되어 있고, 그러한 요소들의 결합은 발광 컴포넌트(예를 들어, BSY 컴포넌트)를 구성한다. 각 고체 상태 이미터(834, 835)는 봉합재 재료(836A, 836B)로 덮여질 수 있고, 조명 장치(830)의 각 고체 상태 이미터(834, 835)와 발광 단부 부분들 또는 표면들(830A, 830B) 사이에 배열된 적어도 하나의 공간적으로 분리된 루미포르 및/또는 광학 요소(833A, 833B)를 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 루미포르(837)와 결합한 제1 고체 상태 이미터(834)는 BSY 컴포넌트를 포함하고, 다른 고체 상태 이미터(835)는 레드(예를 들어, 600-660 nm 범위의 피크 파장) 또는 시안/긴 파장 블루(예를 들어, 481-499 nm 범위의 피크 파장) 고체 상태 이미터를 포함하고, 요소(833A)는 블루 이미터(834)에 의해서 자극을 받도록 배열된, 선택적으로 레드 루미포르(예를 들어, 600-660 nm 범위 내의 피크 파장)와 결합된 옐로우-그린 루미포르(예를 들어, 500-560 nm 또는 500-549 nm 범위 내의 피크 파장)를 포함한다. 고체 상태 이미터(835)가 시안 고체 상태 이미터를 포함하면, 요소(833B)는 그러한 이미터(835)에 의해서 자극받도록 배열된 적어도 하나의 루미포르를 포함할 수 있다. 각 고체 상태 이미터(834-835)는 독립적으로 제어될 수 있다. 추가 루미포르들 및/또는 고체 상태 이미터들이 제공될 수 있다.
특정 실시예들에서, 루미포르들은 고체 상태 조명 장치의 상이한 고체 상태 이미터들 위에 비-접촉 관계로 배열될 수 있다. 도 9를 참조하면, 고체 상태 조명 장치(940)는 반사기 컵(942) 또는 다른 지지 구조 안에, 상에 또는 위에 지지를 받고 있는 제1 및 제2 고체 상태 이미터(예를 들어, LED 칩들)(944, 945)를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 상이한 루미포르(943A, 943B)는 각 고체 상태 이미터(944, 945) 위에 비-접촉 관계로 배열되어 있다. 각 루미포르(943A, 943B)의 양, 농도, 및/또는 두께는 서로에 비해서 동일하거나 다를 수 있고, 루미포르의 양, 농도 , 및/또는 두께 중에서 임의의 1 이상은 각각의 개별 고체 상태 이미터(944, 945)에 관련해서 공간적으로 가변할 수 있다. 봉합재 재료(946), 및 광학 요소들 및/또는 추가 루미포르(들)(948)는 조명 장치(940)의 고체 상태 이미터(944, 945)와 발광 단부 또는 표면(940) 간에 배열될 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 고체 상태 이미터(944)는 블루 LED를 포함하고, 제2 고체 상태 이미터(945)는 시안 블루 LED를 포함하고, 제1 루미포르(943A)는 블루 LED(944)에 의해 자극을 받도록 배열된 옐로우 형광체를 포함하고(이미터(944)와 루미포르(943)는 BSY 이미터를 나타냄), 제2 루미포르(943B)는 레드 범위(예를 들어, 660-660 nm) 및/또는 옐로우 그린 범위(예를 들어, 500-560 nm, 좀더 바람직하게는 500-549 nm)의 피크 파장을 가지며, 추가 루미포르(들)(948)는 레드, 옐로우-그린, 및/또는 시안 범위(들) 내에 있다. 특정 실시예들에서, 제2 이미터-루미포르 결합은 레드 고체 상태 이미터, 또는 레드 루미포르로부터의 방출을 자극하도록 배열된 블루 고체 상태 이미터로 대체될 수 있다. 추가 및/또는 상이한 루미포르 고체 상태 이미터들이 제공될 수 있다.
단지 2개의 고체 상태 이미터가 도 5, 도 8 및 도 9 각각에 도시되어 있지만, 임의 원하는 수의 고체 상태 이미터가 단일 장치 내에 제공될 수 있고 및/또는 추가 루미포르들이 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 디퓨저, 광 산란 층, 렌즈 등과 같은 추가 컴포넌트들에는 조명 장치에 의해 생성된 방출의 방향, 확산, 포커싱 또는 다른 특성에 영향을 주기 위해 여기에 개시된 바와 같은 고체 상태 조명 장치들이 제공될 수 있다.
도 10은 다수의 고체 상태 이미터를 포함하는 자체-안정 램프(조명 장치)의 측 단면도이다. 조명 장치(1000)는 고체 상태 이미터들(예를 들어, LEDs)(1008)), 전원 유닛 및 제어기(1009), 히트싱크(1010), 디퓨저(1011) 또는 적어도 하나의 루미포르를 선택적으로 지지하는 다른 광학 요소, 광 및/또는 색 센서(1012), 반사기(1013) 및 파워 커넥터(1014)를 포함한다. 그러한 장치는 적어도 하나의 루미포르 변환 고체 상태 이미터 컴포넌트(예를 들어, BSY 컴포넌트) 및 이와 공간적으로 분리된 적어도 하나의 루미포르를 포함할 수 있다. 자체-안정 램프에 관한 추가 세부사항은 미국 특허 출원 공개 제2008/0130298호에 개시되어 있고, 이는 참조로 본 명세서에 통합된다.
도 11은 다수의 고체 상태 이미터(1120)(이 중 하나는 BSY 컴포넌트와 같은 루미포르-변환 컴포넌트로서 배열됨) 및 램프(1100)의 커버 또는 글로브 부분(1112) 안에 또는 상에 배열된 파장 변환 재료(1110)의 이산 영역들을 포함하는 다른 자체-안정 램프(1100)(예를 들어, UL 1993 안전 표준으로 분류됨)의 측 단면도이고, 여기서 커버 또는 글로브 부분(1112)은 고체 상태 이미터들(1120)로부터 원격 배열되어 있다(공간적으로 분리되어 있다). 램프(1100)는 또한 전원(1122)과 커넥터(1124)를 포함한다. 커넥터(1124)는 에디슨 스크류-베이스(Edison screw-base)로서 도시되어 있고, 그러나, 핀 베이스 또는 GU-24 베이스와 같은 다른 커넥터 유형들이 또한 이용될 수 있다. 램프(800)가 A-램프로서 도시되어 있지만, PAR 또는 BR 램프 또는 비-표준 램프 구성과 같은 다른 램프 구성이 제공될 수 있다.
도 12는 본 발명의 적어도 한 실시예에 따른 광 고정물(light fixture)(1200)을 보여주고 있다. 광 고정물(1200)은 다수의 고체 상태 이미터(예를 들어, LED) 램프(1210-1 내지 1210-6)(적어도 일부 램프들(1210-1 내지 1210-6)은 선택적으로 멀티-칩 램프를 구현함)가 부착되는 실장판(1215)을 포함한다. 실장판(1215)이 원형 모양을 하고 있는 것으로 도시되어 있지만, 실장판은 임의 적합한 모양 또는 구성(비-평면 및 곡선 구성을 포함함)으로 제공될 수 있다. 여기에 이용된 바와 같이, 용어 "멀티-칩 고체 상태 램프"는 적어도 2개의 고체 상태 이미터 칩(예를 들어, LED 칩)을 포함하는 램프를 가리킨다. 단일 멀티-칩 고체 상태 이미터 램프 내의 상이한 고체 상태 이미터 칩들은 동일하거나 상이한 광의 색(예를 들어, 파장)들을 방출하도록 구성될 수 있다. 특히 제1 고체 상태 램프(1210-1)에 관련해서, 각 고체 상태 램프(1210-1 내지 1210-6)는 바람직하게는 단일 서브마운트(1201) 상에 배열된 다수의 고체 상태 이미터(예를 들어, LED)(1204A-1204C)를 포함할 수 있다. 도 12가 각 멀티-칩 고체 상태 램프(1210-1 내지 1210-6)에 연계되어 있는 것으로 4개의 고체 상태 이미터 칩을 도시하고 있지만, 임의 적합한 수의 고체 상태 이미터 칩이 각 멀티-칩 고체 상태 램프(1210-1 내지 1210-6)에 연계될 수 있고, 상이한(예를 들어, 멀티-칩) 고체 상태 램프들에 연계된 고체 상태 이미터 칩의 수는 상이할 수 있음을 이해해야 한다. 단일 고정물(1200) 내의 각 고체 상태 램프는 서로 실질적으로 동일할 수 있고, 또는 상이한 출력 특성을 갖는 고체 상태 램프들이 의도적으로 단일 고정물(1200) 내에 제공될 수 있다.
고체 상태 램프들(1210-1 내지 1210-6)은 광 고정물(1200)이 원하는 패턴의 광을 출력하도록 실장판(1215) 상에 클러스터 또는 다른 배열로 그룹화될 수 있다. 특정 실시예들에서, 단일 고정물(1200)에 연계된 적어도 하나의 고체 상태 이미터 램프는 공간적으로 분리된 파장 변환 재료를 자극하도록 배열된 루미포르-변환 발광 컴포넌트(예를 들어, BSY 이미터)를 포함하고, 적어도 하나의 보충 전기 작동 고체 상태 이미터 및/또는 부가의 공간적으로 분리된 파장 변환 재료를 포함한다. 그러한 램프는 다른 파장들을 방출하도록 배열된 이미터가 없을 수 있거나, 앞서 언급한 고체 상태 이미터들과 파장 변환 재료들에 의해 제공된 피크 파장과는 다른 피크 파장들을 방출하도록 배열된 1 이상의 부가 고체 상태 이미터 및/또는 파장 변환 재료들로 보충될 수 있다. 일 실시예에서, 멀티-칩 고체 상태 램프들 중 1 이상은 전체 출력으로서 백색 광을 제공하도록 적어도 4개의 색 피크(즉, 적어도 4개의 상이한 광의 색들에 대응하는 파장 범위 내의 로컬 피크 파장을 가짐)를 포함하는 스펙트럼 분포를 갖는 광을 방출하도록 구성된다. 고체 상태 이미터들과 파장 변환 재료들의 다양한 다른 결합은 예를 들어, 도 2a-2i, 3, 4 및 6-9에 연관해서 도시되고 기술된 결합(이에 한정되지 않음)과 같은 램프들에 구현될 수 있다.
도 12를 더 참조하면, 광 고정물(1200)은 각 램프(1210-1 내지 1210-6)에 연계된 적어도 하나의 개별 전기 작동 고체 상태 발광 칩(1204A-1204D)에 구동 전류를 독립적으로 인가함으로써 램프들(1210-1 내지 1210-6)을 작동하도록 구성된 제어 회로(1250A)를 포함한다. 다수의 고체 상태 칩이 각 램프에 제공되는 경우에, 각 램프(1210-1 내지 1210-6) 내의 각 고체 상태 칩(1204A-1204D)은 제어 회로(1250A)에 의해서 개별적으로 어드레스되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(1250A)는 제어 신호에 응답해서 각 개별 고체 상태 칩에 온-상태 구동 전류를 독립적으로 인가하도록 구성된 전류 공급 회로를 포함할 수 있고, 전류 공급 회로에 제어 신호를 선택적으로 제공하도록 구성된 1 이상의 제어 요소를 포함할 수 있다. 고체 상태 이미터들(예를 들어, LED들)은 전류-제어 소자이므로, 전기 작동 고체 상태 이미터(예를 들어, LED)로부터 방출된 광의 세기는 소자를 구동하는 전류의 양에 관련되어 있다. 원하는 세기 및/또는 색 혼합을 성취하기 위해서 LED를 통해 구동된 전류를 제어하기 위한 일반적인 방법은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 스킴이고, 이는 LEDs를 풀 전류 "ON" 상태에 이어 제로 전류 "OFF" 상태로 교대로 펄스화(pulse)한다. 제어 회로(1250A)는 이 방면에 공지된 1 이상의 제어 스킴을 이용하여 램프들(1210-1 내지 1210-6)에 연계된 고체 상태 이미터 칩들(1204A-604D)을 통해 구동된 전류를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 회로(1250A)는 실장판(1215)의 대향 또는 뒤 표면에 부착될 수 있고, 또는 조명 장치(1200)로부터 분리된 인클로저 또는 다른 구조(도시되지 않음) 내에 제공될 수 있다.
도 12에 도시되지 않았지만, 광 고정물(1200)은 램프들(1210-1 내지 1210-6)에 연계된 고체 상태 이미터 칩들(1204A-1204D)에 의해 방출된 열을 퍼지게 하고 및/또는 제거하기 위한 1 이상의 열 확산 컴포넌트 및/또는 히트싱크들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 확산 컴포넌트는 광 고정물(1200) 내의 열성층(thermal stratification)을 줄이기 위해서 광 고정물(1200)의 고체 상태 이미터 칩들(1204A-1204D)에 의해서 발생한 열을 전도하고 실장판(1205)의 영역 위로 전도된 열을 퍼지게 하도록 구성된 열 전도 재료의 시트를 포함할 수 있다. 열 확산 컴포넌트는 고체 재료, 벌집 또는 다른 그물망 재료, 이방성 열 전도 재료(예를 들어, 그래파이트), 및/또는 다른 재료 또는 구성으로 구현될 수 있다.
도 13a-13c는 대략 3000K의 색 온도에서 97의 CRI Ra 및 와트당 약 60 루멘의 발광 효율을 나타내는, YAG 형광체(도 13a-13c에서 "Y108"로 표현됨)가 위에 놓여 있고 LuAG 그린 형광체(543 nm 피크 파장) 및 CASN 레드 형광체(640 nm 피크 파장)의 원격(즉, 공간적으로 분리된) 혼합을 자극하도록 배열된 적어도 하나의 블루 LED(452 nm 피크 파장)를 포함하는 발광 컴포넌트의 시뮬레이션 결과를 포함하는 표의 제1, 제2 및 제3 부분을 담고 있다. 도 13a-13c의 제1 및 제2 행들은 YAG 형광체 및 CASN 레드 형광체에 대응하고, 제3 행은 LED와 레드 형광체 결합에 대응하고, 제4 행은 LuAG 그린 형광체에 대응하며, 제5 행은 블루 LED와 옐로우(YAG) 형광체 결합에 대응한다. 도 13a에서, 제3 내지 제6 열은 각각 색 좌표 x,y 및 x',y'에 대한 값들을 제시하고, 제7 내지 제10 열은 각각 주 파장, 피크 파장, 컴프(comp), 및 순도에 대한 값들을 제시한다. 도 13b에서, 제3 내지 제10 열은 각각 상관 색 온도(CCT), 반치전폭(FWHM), 파트당 복사 세기(mW/part), 파트당 루멘(L/prt), 포워드 전압, 포워드 전류, 전력 및 발광 효율(l/w)에 대한 값을 제시한다. 도 13c에서, 제3 내지 제6 열은 각각 복사 세기(mW), 복사 세기 퍼센티지(mW%), 루멘(L), 및 루멘 퍼센티지(L%)에 대한 값을 제시하고, 제8 내지 제11 열은 각각 전력(W), LEP 발광 효율(lumens/watt optical), 및 WPE(wall plug efficiency)(광학 가시성과 전력의 비를 나타냄), 및 빈(bin)에 대한 값을 제시한다.
도 14a는 LED 출력에 대한 표로 만들어진 결과를 제시하고, 도 14b는 도 13a-13c의 시뮬레이션에 대한, 고정물 출력에 대한 표로 만들어진 결과를 제시하고 있다.
도 15a는 도 13a-13c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분들에 대한 상대 루멘 출력을(퍼센티지로) 제공하는 파이 차트이다. 도 15b는 도 13a-13c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분들에 할당된 상대적인 복사 세기를(퍼센티지로) 제공하는 파이 차트이다.
도 16은 도 13a-13c에 연관해서 기술된 시뮬레이션의 출력(3000K의 CCT에서)이 겹쳐있는 1931 CIE 색도도이다. 그러한 그림에서, 아이템 (i)는 출력 색 점을 나타내고; 아이템 (ii)은 sRGB 색 공간의 영역(gamut)(파장들이 표시된 굽은 삼각형 내의 경계선들)을 보여주며; 아이템 (iii)는 각 방출 컴포넌트들에 대한 대응선(tie line)을 나타낸다. sRGB 색 공간의 실질적인 삼각형 영역의 최우측 코너로부터 그의 내부로 연장하는 곡선은 흑체 궤적을 나타낸다.
도 17은 도 13a-13c의 시뮬레이션 결과인 파장에 대한 상대적인 스펙트럼 전력(퍼센트)의 도표이다.
도 18a는 도 13a-13c의 시뮬레이션에 대한 색 렌더링 인덱스(CRI) 성능을 구현하는 막대 차트이다. 도 18a의 최우측 막대는 97보다 큰 값을 갖는 CRI Ra를 구현하고 있다. 도 18b는 도 13a-13c의 시뮬레이션에 대한 색 품질 스케일(CQS) 성능을 구현하는 막대 차트이다. 도 18b에 도시된 바와 같이, Q1 내지 Q15에 대한 모든 값은 90보다 크다.
도 19a-19c는 대략 4000K의 색 온도에서, 85보다 큰 CRI Ra와 도 13a-13c의 시뮬레이션에 비해서 개선된 발광 효율을 나타내는, AllnGaP-기반 레드 LED와 결합하여, YAG 형광체(도 19a-19c에서 "Y108"로 표현됨)가 위에 놓여있고 원격(즉, 공간적으로 분리된) LuAG 그린 형광체(543 nm 피크 파장)를 자극하도록 배열된 적어도 하나의 블루 LED(452 nm 피크 파장)를 포함하는 발광 컴포넌트의 시뮬레이션 결과를 포함하는 표의 제1, 제2 및 제3 부분을 구현하고 있다. 도 19a-19c의 제1 및 제2 행은 YAG 형광체 및 LuAG 그린 형광체에 대응하고, 제3 행은 레드 LED에 대응하고, 제4 행은 LuAG 그린 형광체에 대응하고, 제5 행은 옐로우(YAG) 형광체에 대응한다. 도 19a에서, 제3 내지 제6 열은 각각 색 좌표 x,y 및 x',y'에 대한 값을 제시하고, 제7 내지 제10 열은 각각 주 파장, 피크 파장, 컴프(comp) 및 순도에 대한 값을 제시하고 있다. 도 19b에서, 제3 내지 제10 열은 각각 상관 색 온도(CCT), 반치전폭(FWHM), 파트당 복사 세기(mW/part), 파트당 루멘(L/prt), 포워드 전압, 포워드 전류, 전력 및 발광 효율(l/w)에 대한 값을 제시하고 있다. 도 19c에서, 제3 내지 제6 열은 각각 복사 세기(mW), 복사 세기 퍼센티지(mW%), 루멘(L) 및 루멘 퍼센티지(L%)에 대한 값을 제시하고 있고, 제8 내지 제11 열은 각각 전력(W), LEP 발광 효율(lumens/watt optical), WPE(wall plug efficiency)(광학 가시성과 전력의 비를 나타냄), 및 빈(bin)에 대한 값을 제시하고 있다.
도 20a는 LED 출력에 대한 표로 만들어진 결과를 제시하고 있고, 도 20b는 도 19a-19c의 시뮬레이션에 대한, 고정물 출력에 대한 표로 만들이진 결과를 제시하고 있다.
도 21a는 도 19a-19c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분에 대한 상대적인 루멘 출력을(퍼센티지로) 제시하는 파이 차트이다. 도 21b는 도 19a-19c의 시뮬레이션의 레드(1), 그린(2) 및 블루(3) 부분에 할당된 상대적인 복사 세기를(퍼센티지로) 제시하는 파이 차트이다.
도 22는 도 19a-19c와 연관해서 기술된 시뮬레이션의 출력(4000K의 CCT에서)이 겹쳐 있는 1931 CIE 색도도이다. 그러한 그림에서, 아이템 (i)는 출력 색 점을 나타내고; 아이템 (ii)은 sRGB 색 공간의 영역(gamut)(파장들이 표시된 굽은 삼각형 내의 경계선들)을 보여주며; 아이템 (iii)는 각 방출 컴포넌트들에 대한 대응선을 나타낸다. sRGB 색 공간의 실질적인 삼각형 영역의 최우측 코너로부터 그의 내부로 연장하는 곡선은 흑체 궤적을 나타낸다.
도 23은 도 19a-19c의 시뮬레이션 결과인 파장에 대한 상대적인 스펙트럼 전력(퍼센티지)의 도표이다.
도 24a는 도 19a-19c의 시뮬레이션에 대한 색 렌더링 인덱스(CRI) 성능을 구현하는 막대 차트이다. 도 24a의 최우측 막대는 값이 90보다 큰 CRI Ra를 구현하고 있다. 도 24b는 도 19a-19c의 시뮬레이션에 대한 색 품질 스케일(CQS) 성능을 구현하는 막대 차트이다. 도 24b에 도시된 바와 같이, Q1, Q2 및 Q5 내지 Q15에 대한 값은 90보다 크고, Q3 및 Q4에 대한 값은 80보다 크다.
본 발명의 특정 실시예들은 여기에 기술된 바와 같은 적어도 하나의 조명 장치를 이용하여, 물체, 공간 또는 환경을 조명하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명이 본 발명의 특정 양태, 특징부 및 예시적인 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 발명의 이용은 그에 한정되지 않으며 여기에 제시된 개시를 기반으로 본 발명의 통상의 기술자들에게 그 자체가 제시하는 수많은 다른 변형, 수정 및 대안 실시예들에까지 연장됨을 이해할 것이다. 여기에 기술된 구조들의 다양한 결합 및 부-결합이 고려되고 본 개시의 통상의 기술자에게는 명백할 것이다. 여기에 개시된 다양한 특징부들 및 요소들 중 임의 것은 여기에 달리 표시하지 않는 한 1 이상의 다른 개시된 특징부 및 요소들과 결합할 수 있다. 따라서, 이하 청구된 바와 같은 본 발명은 그의 범위 내의 모든 그러한 변형, 수정 및 대안 실시예들을 포함하고 특허청구범위의 균등물을 포함하는 것으로 넓게 해석되고 이해되어야 한다.

Claims (56)

  1. 조명 장치(lighting device)로서,
    430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 전기 작동 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮으며 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료를 포함하는 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트;
    상기 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출(emissions)을 수신하도록 배열되어 있고, 500 내지 560 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제2 파장 변환 재료; 및
    600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터
    를 포함하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료는 상기 제2 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있는, 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 고체 상태 광 이미터는 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 관련해서 독립적으로 제어될 수 있는, 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고, 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제3 파장 변환 재료를 더 포함하는 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료와 상기 제3 파장 변환 재료는 단일 층 내에 배열되어 있거나 단일 매체 내에 분산되어 있는, 조명 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료는 하나의 변환 재료 층에 배열되어 있고, 상기 제3 파장 변환 재료는 다른 구별되는 변환 재료 층에 배열되어 있는, 조명 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료와 상기 제3 파장 변환 재료는 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있는 적어도 하나의 루미포르 지지 요소(lumiphor support element)의 상이한 영역들 위에 배열되어 있는, 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 루미포르 지지 요소의 상이한 영역들은 서로에 관해서 겹쳐지지 않는, 조명 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료는 제1 커버링 요소(covering element) 내에 또는 상에 배열되어 있고, 상기 제3 파장 변환 재료는 제2 커버링 요소 내에 또는 상에 배열되어 있으며, 상기 제1 커버링 요소와 상기 제2 커버링 요소는 상기 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있는, 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 파장 변환 재료는 코팅 또는 바인딩 매체(coating or binding medium) 내에 포함되어 있고, 상기 코팅 또는 바인딩 매체는 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터와 접촉하게 배열되어 있는, 조명 장치.
  11. 제1항에 있어서, 481 내지 499 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제3 고체 상태 광 이미터를 더 포함하는 조명 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제3 고체 상태 광 이미터는 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 관련해서 독립적으로 제어될 수 있는, 조명 장치.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터는 다수의 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고;
    상기 제2 파장 변환 재료는 상기 다수의 고체 상태 광 이미터 중 하나의 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고;
    상기 제3 파장 변환 재료는 상기 다수의 고체 상태 광 이미터 중 다른 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있는, 조명 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 다른 제1 고체 상태 광 이미터는 상기 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 관련해서 독립적으로 제어될 수 있는, 조명 장치.
  15. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터는 다수의 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고;
    상기 제2 파장 변환 재료는 상기 다수의 제1 고체 상태 광 이미터 중 하나의 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고;
    상기 제3 파장 변환 재료는 상기 다수의 제1 고체 상태 광 이미터 중 다른 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있는, 조명 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치로부터의 전체 방출(aggregated emissions)은 1931 CIE 색도도(Chromaticity Diagram)의 흑체 궤적(blackbody locus)에 관한 기준점의 4개의 맥아담 편차 타원(MacAdam ellipses) 내의 제1 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 광의 혼합(a mixture of light)을 생성하는, 조명 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기준점은 4000K 이하의 색 온도를 갖는, 조명 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 기준점은 3500K 이하의 색 온도를 갖는, 조명 장치.
  19. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료는 500 내지 549 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있는, 조명 장치.
  20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트와 상기 제2 파장 변환 재료로부터의 방출을 수신하도록 배열된 렌즈, 디퓨저(diffuser), 및 산란 재료 중에서 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
  21. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 특징부 (i) 내지 (iv):
    (i) 전력을 상기 제2 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 전도하도록 배열된 단일 리드프레임(single leadframe);
    (ii) 상기 제2 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터로부터 나오는 광의 적어도 일부를 반사하도록 배열된 단일 반사기;
    (iii) 상기 제2 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터를 지지하는 단일 서브마운트(single submount); 및
    (iv) 상기 제2 고체 상태 광 이미터 및 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 각각으로부터 나오는 광의 적어도 일부를 전달하도록 배열된 단일 렌즈
    중에서 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
  22. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치로부터의 결합 방출(combined emissions)은 (a) 적어도 85의 색 렌더링 인덱스(color rendering index)(CRI Ra) 값, 및 (b) 적어도 85의 색 품질 스케일(color quality scale)(CQS) 값 중에서 적어도 하나를 구현하는, 조명 장치.
  23. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 조명 장치를 이용하여, 물체, 공간 또는 환경을 조명하는 단계를 포함하는 방법.
  24. 조명 장치로서,
    적어도 하나의 전기 작동 제1 고체 상태 광 이미터 및 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮는 제1 파장 변환 재료를 포함하는 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트 - 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료에 의해 생성된 방출을 포함하는 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트를 나오는 광의 결합은 1931 CIE 색도도의 흑체 궤적에 관한 적어도 하나의 제1 기준점의 10개의 맥아담 편차 타원 내의 제1 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 광의 혼합을 생성함 - ;
    상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하고 응답하여 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출의 일부를 변환해서 제2 파장 변환 재료 방출을 생성하도록 배열된 제2 파장 변환 재료; 및
    다음의 아이템 (a) 및 (b):
    (a) (i) 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장, 및 (iii) 상기 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터; 및
    (b) 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하고 응답하여 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출의 일부를 변환해서 (i) 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장, 및 (iii) 상기 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 포함하는 제3 파장 변환 재료 방출을 생성하도록 배열된, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있는 제3 파장 변환 재료
    중에서 적어도 하나
    를 포함하며,
    여기서, 상기 조명 장치에서 나오는 광의 결합은 1931 CIE 색도도의 흑체 궤적에 관한 적어도 하나의 제2 기준점의 4개의 맥아담 편차 타원 내의 제2 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 광의 혼합을 생성하며, 상기 제1 기준점의 색 온도는 상기 제2 기준점의 색 온도보다 큰 적어도 1000K인, 조명 장치.
  25. 제24항에 있어서, (i) 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장, 및 (iii) 상기 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 방출하도록 구성된 제2 고체 상태 광 이미터를 포함하는 조명 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제2 고체 상태 광 이미터는 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 관련해서 독립적으로 제어될 수 있는, 조명 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 제2 고체 상태 광 이미터는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있는, 조명 장치.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하고 응답하여 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출의 일부를 변환해서 (i) 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 피크 파장, (ii) 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료의 피크 파장, 및 (iii) 상기 제2 파장 변환 재료의 피크 파장과는 다른 피크 파장을 포함하는 제3 파장 변환 재료 방출을 생성하도록 배열된, 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있는 제3 파장 변환 재료를 포함하는 조명 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제3 파장 변환 재료는 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되어 있는, 조명 장치.
  30. 제28항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료와 상기 제3 파장 변환 재료는 단일 층 내에 배열되어 있거나 단일 매체 내에 분산되어 있는, 조명 장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료는 하나의 변환 재료 층에 배열되어 있고, 상기 제3 파장 변환 재료는 다른 구별되는 변환 재료 층에 배열되어 있는, 조명 장치.
  32. 제28항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료와 상기 제3 파장 변환 재료는 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있는 적어도 하나의 루미포르 지지 요소의 상이한 영역들 위에 배열되어 있는, 조명 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 적어도 하나의 루미포르 지지 요소의 상이한 영역들은 서로에 관해서 겹쳐지지 않는, 조명 장치.
  34. 제28항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료는 제1 루미포르 지지 요소 내에 또는 상에 배열되어 있고, 상기 제3 파장 변환 재료는 제2 루미포르 지지 요소 내에 또는 상에 배열되어 있으며, 상기 제1 루미포르 지지 요소와 상기 제2 루미포르 지지 요소는 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있는, 조명 장치.
  35. 제24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료는 코팅 또는 바인딩 매체 내에 포함되어 있고, 상기 코팅 또는 바인딩 매체는 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터와 접촉하게 배열되어 있는, 조명 장치.
  36. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터는 430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 재료는 550 내지 590 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성되고;
    상기 제2 파장 변환 재료는 500 내지 560 nm의 범위에서 피크 파장을 갖는, 조명 장치.
  37. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 481 내지 499 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제3 고체 상태 광 이미터를 더 포함하는 조명 장치.
  38. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 파장 변환 재료와 상기 적어도 하나의 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하도록 배열된 렌즈, 디퓨저, 및 산란 재료 중에서 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
  39. 제25항에 있어서, 다음의 특징부 (i) 내지 (iv):
    (i) 전력을 상기 제2 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 전도하도록 배열된 단일 리드프레임;
    (ii) 상기 제2 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터로부터 나오는 광의 적어도 일부를 반사하도록 배열된 단일 반사기;
    (iii) 상기 제2 고체 상태 광 이미터와 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터를 지지하는 단일 서브마운트; 및
    (iv) 상기 제2 고체 상태 광 이미터 및 상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터의 각각으로부터 나오는 광의 적어도 일부를 전달하도록 배열된 단일 렌즈
    중에서 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
  40. 제28항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터는 다수의 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고;
    상기 제2 파장 변환 재료는 상기 다수의 고체 상태 광 이미터 중 하나의 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고;
    상기 제3 파장 변환 재료는 상기 다수의 고체 상태 광 이미터 중 다른 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있는, 조명 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 다른 제1 고체 상태 광 이미터는 상기 하나의 제1 고체 상태 광 이미터에 관련해서 독립적으로 제어될 수 있는, 조명 장치.
  42. 제28항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 고체 상태 광 이미터는 다수의 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고;
    상기 제2 파장 변환 재료는 상기 다수의 제1 고체 상태 광 이미터 중 하나의 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고;
    상기 제3 파장 변환 재료는 상기 다수의 제1 고체 상태 광 이미터 중 다른 제1 고체 상태 광 이미터로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있는, 조명 장치.
  43. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치로부터의 결합 방출은 (a) 적어도 85의 색 렌더링 인덱스(CRI Ra) 값, 및 (b) 적어도 85의 색 품질 스케일(CQS) 값 중에서 적어도 하나를 구현하는, 조명 장치.
  44. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 기준점은 4000K 미만인, 조명 장치.
  45. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 기준점은 3500K 미만인, 조명 장치.
  46. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 따른 조명 장치를 이용하여, 물체, 공간 또는 환경을 조명하는 단계를 포함하는 방법.
  47. 조명 장치로서,
    430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제1 고체 상태 광 이미터를 포함하고, 그리고 상기 제1 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮으며 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제1 파장 변환 재료를 포함하는 제1 발광 컴포넌트;
    430 내지 480 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 전기 작동 제2 고체 상태 광 이미터를 포함하고, 그리고 상기 제2 고체 상태 광 이미터의 적어도 일부를 덮으며 550 내지 599 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제2 파장 변환 재료를 포함하는 제2 발광 컴포넌트;
    상기 제1 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 제1 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고, 500 내지 549 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제3 파장 변환 재료; 및
    상기 제2 발광 컴포넌트로부터 공간적으로 분리되어 있고, 상기 제2 발광 컴포넌트로부터의 방출을 수신하도록 배열되어 있고, 600 내지 660 nm의 범위 내의 피크 파장을 방출하도록 구성된 제4 파장 변환 재료
    를 포함하는 조명 장치.
  48. 제47항에 있어서, 상기 제1 발광 컴포넌트와 상기 제2 발광 컴포넌트는 서로에 관해서 독립적으로 제어될 수 있는, 조명 장치.
  49. 제47항에 있어서, 상기 제1 및 제2 발광 컴포넌트로부터 그리고 상기 제3 및 제4 파장 변환 재료로부터의 방출을 수신하도록 배열된 렌즈, 디퓨저 및 산란 재료 중에서 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
  50. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 특징부 (i) 내지 (iv):
    (i) 전력을 상기 제1 고체 상태 광 이미터와 상기 제2 고체 상태 광 이미터에 전도하도록 배열된 단일 리드프레임;
    (ii) 상기 제1 고체 상태 광 이미터와 상기 제2 고체 상태 광 이미터로부터 나오는 광의 적어도 일부를 반사하도록 배열된 단일 반사기;
    (iii) 상기 제1 고체 상태 광 이미터와 상기 제2 고체 상태 광 이미터를 지지하는 단일 서브마운트; 및
    (iv) 상기 제1 고체 상태 광 이미터 및 상기 제2 고체 상태 광 이미터의 각각으로부터 나오는 광의 적어도 일부를 전달하도록 배열된 단일 렌즈
    중에서 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
  51. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치로부터의 전체 방출은 1931 CIE 색도도의 흑체 궤적에 관한 기준점의 4개의 맥아담 편차 타원 내의 제1 점을 정의하는 1931 CIE 색도도에 관한 x, y 좌표를 갖는 광의 혼합을 생성하는, 조명 장치.
  52. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준점은 4000K 이하의 색 온도를 갖는, 조명 장치.
  53. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준점은 3500K 이하의 색 온도를 갖는, 조명 장치.
  54. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치로부터의 결합 방출은 (a) 적어도 85의 색 렌더링 인덱스(CRI Ra) 값, 및 (b) 적어도 85의 색 품질 스케일(CQS) 값 중에서 적어도 하나를 구현하는, 조명 장치.
  55. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 따른 조명 장치를 이용하여, 물체, 공간 또는 환경을 조명하는 단계를 포함하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 조명 장치로부터의 전체 방출의 색도, 색 온도, 및 세기 중 임의 것을 조정하기 위해서 제1 고체 상태 광 이미터와 제2 고체 상태 광 이미터로의 전력 공급을 조정하는 단계를 포함하는 방법.
KR1020147015515A 2011-11-09 2012-11-08 다수 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치 KR20140097328A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/292,577 2011-11-09
US13/292,577 US8884508B2 (en) 2011-11-09 2011-11-09 Solid state lighting device including multiple wavelength conversion materials
PCT/US2012/064174 WO2013070929A1 (en) 2011-11-09 2012-11-08 Solid state lighting device including multiple wavelength conversion materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140097328A true KR20140097328A (ko) 2014-08-06

Family

ID=48223536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147015515A KR20140097328A (ko) 2011-11-09 2012-11-08 다수 파장 변환 재료를 포함하는 고체 상태 조명 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8884508B2 (ko)
KR (1) KR20140097328A (ko)
WO (1) WO2013070929A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180021467A (ko) * 2016-08-22 2018-03-05 송인실 듀얼 플래시 모듈

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101091348B1 (ko) * 2010-07-09 2011-12-07 엘지이노텍 주식회사 퀀텀 도트를 이용한 도광판과 그의 제조 방법, 및 백라이트 유닛
KR101326518B1 (ko) 2011-09-02 2013-11-07 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
JP5893888B2 (ja) * 2011-10-13 2016-03-23 シチズン電子株式会社 半導体発光装置
US8919975B2 (en) * 2011-11-09 2014-12-30 Cree, Inc. Lighting device providing improved color rendering
US20130264970A1 (en) * 2012-04-06 2013-10-10 Yew Cheong Kuan Light emitting diode (led) components and methods for improved light extraction
US8680755B2 (en) * 2012-05-07 2014-03-25 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting device having reflectors for indirect light emission
KR101941450B1 (ko) * 2012-08-02 2019-01-23 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 패키지
WO2014140976A1 (en) * 2013-03-11 2014-09-18 Koninklijke Philips N.V. A dimmable light emitting arrangement
TWI523277B (zh) * 2013-07-12 2016-02-21 White light emitting diode module with ultraviolet light
GB2517917A (en) * 2013-09-04 2015-03-11 Sprue Safety Products Ltd Heat detector
WO2015066099A2 (en) 2013-10-28 2015-05-07 Ge Lighting Solutions, L.L.C. Lamps for enhanced optical brightening and color preference
JP6600630B2 (ja) 2013-09-09 2019-10-30 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 放射パターンを選択可能な照明
EP3770493B1 (en) 2013-09-09 2023-06-07 Savant Technologies LLC Enhanced color-preference lights sources
US20150311385A1 (en) * 2013-12-02 2015-10-29 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Luminous Source Utilizing Quantum Dot, and Its Manufacturing Method and Application
US9013108B1 (en) * 2013-12-11 2015-04-21 Anwell Semiconductor Corp. LED element with color light enhancement function
WO2015090706A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-25 Koninklijke Philips N.V. Flexible unobstructed beam shaping.
PL3061320T3 (pl) 2014-02-21 2017-09-29 Philips Lighting Holding B.V. Moduł emitujący światło, lampa, oprawa oświetleniowa oraz sposób oświetlania przedmiotu
JP6284079B2 (ja) * 2014-03-14 2018-02-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置、照明用光源、および照明装置
US9328876B2 (en) * 2014-03-19 2016-05-03 Cree, Inc. High efficiency LED lamp
US9215761B2 (en) * 2014-05-15 2015-12-15 Cree, Inc. Solid state lighting devices with color point non-coincident with blackbody locus
US9192013B1 (en) 2014-06-06 2015-11-17 Cree, Inc. Lighting devices with variable gamut
US9867255B2 (en) 2014-06-10 2018-01-09 Philips Lighting Holding B.V. Light emitting arrangement with adjustable emission spectrum
US9829183B2 (en) 2014-10-28 2017-11-28 Franklin And Marshall College Portable copystand for enhancing ink/parchment contrast
US10495268B1 (en) * 2014-10-31 2019-12-03 The Regents Of The University Of California High intensity solid state white emitter which is laser driven and uses single crystal, ceramic or polycrystalline phosphors
US9974138B2 (en) 2015-04-21 2018-05-15 GE Lighting Solutions, LLC Multi-channel lamp system and method with mixed spectrum
DE102015106367B4 (de) 2015-04-24 2021-08-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Lumineszenzdiodenanordnung
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
US9844116B2 (en) * 2015-09-15 2017-12-12 Biological Innovation & Optimization Systems, LLC Systems and methods for controlling the spectral content of LED lighting devices
US9788387B2 (en) * 2015-09-15 2017-10-10 Biological Innovation & Optimization Systems, LLC Systems and methods for controlling the spectral content of LED lighting devices
KR102419890B1 (ko) * 2015-11-05 2022-07-13 삼성전자주식회사 발광 장치 및 그 제조 방법
ITUB20159346A1 (it) * 2015-12-28 2017-06-28 Osram Gmbh Dispositivo di illuminazione e corrispondente procedimento
WO2017131693A1 (en) 2016-01-28 2017-08-03 Ecosense Lighting Inc Compositions for led light conversions
WO2017131884A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Ecosense Lighting Inc Multizone mixing cup
WO2017131697A1 (en) 2016-01-28 2017-08-03 Ecosense Lighting Inc Systems for providing tunable white light with high color rendering
US10555397B2 (en) 2016-01-28 2020-02-04 Ecosense Lighting Inc. Systems and methods for providing tunable warm white light
WO2017131699A1 (en) 2016-01-28 2017-08-03 Ecosense Lighting Inc Systems for providing tunable white light with high color rendering
DE102016206524A1 (de) * 2016-04-19 2017-10-19 Osram Gmbh LED zur Emission von Beleuchtungsstrahlung
US9801250B1 (en) 2016-09-23 2017-10-24 Feit Electric Company, Inc. Light emitting diode (LED) lighting device or lamp with configurable light qualities
US10893587B2 (en) 2016-09-23 2021-01-12 Feit Electric Company, Inc. Light emitting diode (LED) lighting device or lamp with configurable light qualities
US10091855B2 (en) 2017-01-13 2018-10-02 ETi Solid State Lighting Inc. Manually controllable LED correlated color temperature light fixture
KR102188960B1 (ko) 2017-01-13 2020-12-10 한국전자통신연구원 광학 장치, 분포 브라그 반사형 레이저 다이오드의 제조방법, 및 광학 장치의 제조 방법
US10056530B1 (en) * 2017-07-31 2018-08-21 Eie Materials, Inc. Phosphor-converted white light emitting diodes having narrow-band green phosphors
US10177287B1 (en) 2017-09-19 2019-01-08 Eie Materials, Inc. Gamut broadened displays with narrow band green phosphors
KR102487411B1 (ko) * 2017-10-31 2023-01-12 엘지디스플레이 주식회사 발광소자 패키지 및 전자기기
US10529900B2 (en) * 2018-05-05 2020-01-07 Ideal Industries Lighting Llc Solid state lighting device providing spectral power distribution with enhanced perceived brightness
US10236422B1 (en) 2018-05-17 2019-03-19 Eie Materials, Inc. Phosphors with narrow green emission
US10174242B1 (en) 2018-05-17 2019-01-08 Eie Materials, Inc. Coated thioaluminate phosphor particles
US10371325B1 (en) 2018-06-25 2019-08-06 Intematix Corporation Full spectrum white light emitting devices
US10685941B1 (en) 2019-07-09 2020-06-16 Intematix Corporation Full spectrum white light emitting devices
JP2020071401A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 住友ベークライト株式会社 光拡散板形成用樹脂組成物、光拡散板、表示装置および電子機器
US11067734B2 (en) * 2018-11-18 2021-07-20 Juganu Ltd. Illumination device having a plurality of different colored LEDs coupled to a solid waveguide
CN109742067A (zh) * 2018-12-10 2019-05-10 广东晶科电子股份有限公司 一种发光二极管及其制作方法
US10876706B2 (en) * 2019-03-26 2020-12-29 Mind Head Llc Landscape lighting systems having LED lamps that enable installers to rapidly identify lumen levels and beam spreads
US11404610B2 (en) * 2019-05-22 2022-08-02 Electronic Theatre Controls, Inc. Light fixture with broadband and narrow band emitters
US11887973B2 (en) 2019-07-09 2024-01-30 Intematix Corporation Full spectrum white light emitting devices
EP4204759B1 (en) 2020-08-25 2023-11-22 Nil Technology ApS Structured and diffuse light generation
US11564302B2 (en) 2020-11-20 2023-01-24 Feit Electric Company, Inc. Controllable multiple lighting element fixture
US11147136B1 (en) 2020-12-09 2021-10-12 Feit Electric Company, Inc. Systems and apparatuses for configurable and controllable under cabinet lighting fixtures

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48102585A (ko) 1972-04-04 1973-12-22
US5959316A (en) 1998-09-01 1999-09-28 Hewlett-Packard Company Multiple encapsulation of phosphor-LED devices
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
JP4386693B2 (ja) 2000-05-31 2009-12-16 パナソニック株式会社 Ｌｅｄランプおよびランプユニット
US6577073B2 (en) 2000-05-31 2003-06-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Led lamp
JP4280038B2 (ja) 2002-08-05 2009-06-17 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2004055772A (ja) 2002-07-18 2004-02-19 Citizen Electronics Co Ltd Ｌｅｄ発光装置
DE10233050B4 (de) 2002-07-19 2012-06-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtquelle auf LED-Basis für die Erzeugung von Licht unter Ausnutzung des Farbmischprinzips
US20040218387A1 (en) 2003-03-18 2004-11-04 Robert Gerlach LED lighting arrays, fixtures and systems and method for determining human color perception
US7005679B2 (en) 2003-05-01 2006-02-28 Cree, Inc. Multiple component solid state white light
US7083302B2 (en) 2004-03-24 2006-08-01 J. S. Technology Co., Ltd. White light LED assembly
US20060067073A1 (en) 2004-09-30 2006-03-30 Chu-Chi Ting White led device
US9793247B2 (en) 2005-01-10 2017-10-17 Cree, Inc. Solid state lighting component
US7564180B2 (en) 2005-01-10 2009-07-21 Cree, Inc. Light emission device and method utilizing multiple emitters and multiple phosphors
US7821023B2 (en) 2005-01-10 2010-10-26 Cree, Inc. Solid state lighting component
US8125137B2 (en) 2005-01-10 2012-02-28 Cree, Inc. Multi-chip light emitting device lamps for providing high-CRI warm white light and light fixtures including the same
US7213940B1 (en) 2005-12-21 2007-05-08 Led Lighting Fixtures, Inc. Lighting device and lighting method
KR100771811B1 (ko) 2005-12-27 2007-10-30 삼성전기주식회사 백색 발광 장치
CN101473453B (zh) 2006-01-20 2014-08-27 科锐公司 通过在空间上隔开荧光片转换固态光发射器内的光谱内容
JP2007266579A (ja) 2006-02-28 2007-10-11 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置
JP2007258620A (ja) 2006-03-24 2007-10-04 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置
US8998444B2 (en) 2006-04-18 2015-04-07 Cree, Inc. Solid state lighting devices including light mixtures
WO2008053012A1 (en) 2006-11-03 2008-05-08 Lemnis Lighting Patent Holding B.V. Use of phosphor led's for fine tuning the performance of a lighting assembly
JP2008166782A (ja) * 2006-12-26 2008-07-17 Seoul Semiconductor Co Ltd 発光素子
JP2010527156A (ja) 2007-05-08 2010-08-05 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 照明デバイスおよび照明方法
US20090039375A1 (en) 2007-08-07 2009-02-12 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices with separated wavelength conversion materials and methods of forming the same
US7863635B2 (en) 2007-08-07 2011-01-04 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices with applied wavelength conversion materials
CN101821544B (zh) 2007-10-10 2012-11-28 科锐公司 照明装置及制造方法
US20090108269A1 (en) 2007-10-26 2009-04-30 Led Lighting Fixtures, Inc. Illumination device having one or more lumiphors, and methods of fabricating same
WO2009118985A2 (en) * 2008-03-25 2009-10-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting device, and method and apparatus for manufacturing same
JP2010034184A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Citizen Electronics Co Ltd 発光装置
KR100924912B1 (ko) 2008-07-29 2009-11-03 서울반도체 주식회사 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
KR101245039B1 (ko) 2008-09-23 2013-03-18 주식회사 만도 스티어링 칼럼의 틸트레버
JP5342867B2 (ja) 2008-12-19 2013-11-13 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及び駆動方法
GB2469794B (en) * 2009-04-24 2014-02-19 Photonstar Led Ltd High colour quality luminaire
US8921876B2 (en) 2009-06-02 2014-12-30 Cree, Inc. Lighting devices with discrete lumiphor-bearing regions within or on a surface of remote elements
US8217567B2 (en) 2009-06-11 2012-07-10 Cree, Inc. Hot light emitting diode (LED) lighting systems
US9909058B2 (en) * 2009-09-02 2018-03-06 Lg Innotek Co., Ltd. Phosphor, phosphor manufacturing method, and white light emitting device
US8511851B2 (en) 2009-12-21 2013-08-20 Cree, Inc. High CRI adjustable color temperature lighting devices
WO2011109097A1 (en) 2010-03-03 2011-09-09 Cree, Inc. Enhanced color rendering index emitter through phosphor separation
US8508127B2 (en) 2010-03-09 2013-08-13 Cree, Inc. High CRI lighting device with added long-wavelength blue color
US20120051045A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Xicato, Inc. Led Based Illumination Module Color Matched To An Arbitrary Light Source
US11454361B2 (en) * 2010-10-21 2022-09-27 Ole Falk Smed Automatically adjusting task light
US20130093362A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 Intematix Corporation Methods and apparatus for implementing tunable light emitting device with remote wavelength conversion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180021467A (ko) * 2016-08-22 2018-03-05 송인실 듀얼 플래시 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013070929A1 (en) 2013-05-16
US8884508B2 (en) 2014-11-11
US20130114242A1 (en) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8884508B2 (en) Solid state lighting device including multiple wavelength conversion materials
US8664846B2 (en) Solid state lighting device including green shifted red component
US9530944B2 (en) High color-saturation lighting devices with enhanced long wavelength illumination
US9241384B2 (en) Solid state lighting devices with adjustable color point
US8508117B2 (en) High CRI lighting device with added long-wavelength blue color
US9192013B1 (en) Lighting devices with variable gamut
US8212466B2 (en) Solid state lighting devices including light mixtures
US9642208B2 (en) Variable correlated color temperature luminary constructs
US9515055B2 (en) Light emitting devices including multiple anodes and cathodes
JP6363061B2 (ja) 白色発光モジュール
JP5325208B2 (ja) 照明デバイスおよび照明方法
US8651723B2 (en) LED light source with a luminescent layer
US8018135B2 (en) Lighting device and method of making
KR20110026490A (ko) 광혼합재를 포함하는 고상 조명 디바이스
JP2008218485A (ja) 発光装置
JP2010527510A (ja) 照明デバイスおよび照明方法
JP2010527157A (ja) 照明デバイスおよび照明方法
JP6679574B2 (ja) 照明アセンブリ、ｌｅｄストリップ、照明器具、及び照明アセンブリの製造方法
JP2015106502A (ja) 照明装置
Winkler et al. 41.1 WITHDRAWN 41.2: Invited Paper: Phosphor Mixtures for White LEDs

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application