RU2624348C2 - Светоизлучающее устройство - Google Patents

Светоизлучающее устройство Download PDF

Info

Publication number
RU2624348C2
RU2624348C2 RU2014149358A RU2014149358A RU2624348C2 RU 2624348 C2 RU2624348 C2 RU 2624348C2 RU 2014149358 A RU2014149358 A RU 2014149358A RU 2014149358 A RU2014149358 A RU 2014149358A RU 2624348 C2 RU2624348 C2 RU 2624348C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
partially transparent
wavelength
emitting
converting
Prior art date
Application number
RU2014149358A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014149358A (ru
Inventor
Рифат Ата Мустафа ХИКМЕТ
БОММЕЛ Тис ВАН
Original Assignee
Филипс Лайтинг Холдинг Б.В.
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
Priority to US201261644571P priority Critical
Priority to US61/644,571 priority
Application filed by Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. filed Critical Филипс Лайтинг Холдинг Б.В.
Priority to PCT/IB2013/053690 priority patent/WO2013168101A2/en
Publication of RU2014149358A publication Critical patent/RU2014149358A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2624348C2 publication Critical patent/RU2624348C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-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
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/62Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using mixing chambers, e.g. housings with reflective walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/22Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/22Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F21V7/24Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by the material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F21V9/45Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-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
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing 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
    • F21V13/02Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/08Combinations of only two kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements and reflectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING 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
    • F21Y2101/00Point-like light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING 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
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

Предложено светоизлучающее устройство (100). Оно содержит твердотельный источник (101, 201) света, выполненный с возможностью излучать первичный свет. Светоизлучающее устройство также содержит преобразующий длину волны элемент (105, 205), выполненный с возможностью принимать упомянутый первичный свет и способный преобразовывать упомянутый первичный свет во вторичный свет. Причем преобразующий длину волны элемент и твердотельный источник света взаимно разнесены. Также светоизлучающее устройство содержит непоглощающий, частично прозрачный отражатель (106, 206), расположенный на стороне выхода света преобразующего длину волны элемента для предотвращения видимости снаружи цвета преобразующего длину волны элемента, когда светоизлучающее устройство находится в выключенном состоянии. При этом первичный свет, излучаемый твердотельным источником света, и вторичный свет, образованный преобразующим длину волны элементом, может быть передан непоглощающим, частично прозрачным отражателем для выхода из светоизлучающего устройства. Причем непоглощающий частично прозрачный отражатель имеет одинаковый коэффициент отражения света в диапазоне длин волн от 400 нм до 800 нм. Также предложены лампа и светильник, содержащие описанные выше светоизлучающие устройства. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к светоизлучающим устройствам, содержащим твердотельный источник света и преобразующий длину волны элемент, и к лампам и светильникам, содержащим такие светоизлучающие устройства.
Предпосылки изобретения
Осветительные приборы на основе светоизлучающего диода (СИД) все чаще используются в широком разнообразии осветительных и сигнальных применений. СИДы имеют преимущества над обычными источниками света, такими как лампы накаливания и флуоресцентные лампы, включая долгий срок службы, высокую эффективность светоотдачи, низкое рабочее напряжение и высокоскоростную модуляцию светового потока. Эффективные мощные СИДы часто основаны на материалах InGaN, излучающих синий свет. Для получения осветительного прибора на основе СИД или другого твердотельного осветительного прибора, имеющего желаемую цветоотдачу (например, белый цвет), может быть предусмотрен подходящий преобразующий длину волны материал, общеизвестный как люминофор, который преобразует часть света, излучаемого СИД, в свет с большими длинами волн таким образом, чтобы создать комбинацию света, имеющего желаемые спектральные характеристики. Примером подходящего преобразующего длину волны материала для использования в приборе на основе СИДа, излучающего синий свет, для излучения белого света является иттрий-алюминиевый гранат с примесью церия (ИАГ:Ce).
Недостатком осветительных приборов на основе СИДа-люминофора является то, что в выключенном состоянии цвет люминофора может быть ясно видимым. Например, ИАГ:Ce имеет четко выраженный желтоватый или оранжевый внешний вид. Такой внешний вид может быть нежелательным по эстетическим причинам и может не привлекать внимание покупателей. Следовательно, были разработаны методы для получения твердотельных осветительных приборов, имеющих нейтральный, например, белый или беловатый внешний вид в выключенном состоянии. Один такой метод раскрыт в US 2005/0201109, который описывает осветительную установку, содержащую источник света, линзу, расположенную обращенной к излучающей поверхности источника света, и полупрозрачную зеркальную пленку, предусмотренную на по меньшей мере поверхности линзы. Полупрозрачная зеркальная пленка представляет собой тонкую пленку, содержащую металлический материал, и обеспечивает светоэкранирующий механизм, через который внутренняя часть или структура осветительной установки не может быть видна извне, когда установка находится в выключенном состоянии. Однако, данная установка страдает от низкой эффективности и занимает много места из-за присутствия линзы. Следовательно, в данной области техники остается потребность в улучшенных светоизлучающих приборах, которые в функциональном выключенном состоянии имеют нейтральный внешний вид.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения - преодолеть эту проблему и обеспечить улучшенные светоизлучающие приборы, которые имеют желаемый внешний вид в выключенном состоянии.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, эта и другие задачи решаются светоизлучающим устройством, содержащим:
- твердотельный источник света, выполненный с возможностью излучать первичный свет; и
- преобразующий длину волны элемент, выполненный с возможностью принимать упомянутый первичный свет и преобразовывать упомянутый первичный свет во вторичный свет, причем преобразующий длину волны элемент и твердотельный источник света взаимно разнесены; и
- непоглощающий, частично прозрачный отражатель, расположенный на стороне выхода света преобразующего длину волны элемента.
Первичный свет, излучаемый твердотельным источником света, и вторичный свет, образованный преобразующим длину волны элементом, может быть передан непоглощающим, частично прозрачным отражателем для выхода из светоизлучающего устройства.
Отражатель скрывает цвет преобразующего длину волны элемента и может придать устройству серебряный или золотой металлический внешний вид, которые более желательны для многих применений. При использовании непоглощающего отражателя эффективность высока, а также требуется меньше люминофора, что дополнительно способствует улучшению визуального внешнего вида (цвет люминофора менее заметен). Преимущества использования удаленной или прилежащей конфигурации по сравнению с устройствами, где преобразующий длину волны элемент находится в непосредственном контакте с источником света, включают в себя уменьшение деградации люминофора из-за перегрева и, таким образом, увеличивают срок службы люминофора, а также улучшают стабильность цвета в течение времени. Данная удаленная конфигурация также может предусматривать светоизлучающую поверхность, которая, в частности, в сочетании с камерой смешения света, как описано ниже, обеспечивает возможность компактной конструкции без необходимости коллимирующих линз и т.д.
Непоглощающий, частично прозрачный отражатель имеет одинаковый коэффициент отражения света в диапазоне длин волн от 400 нм до 800 нм.
Как правило, непоглощающий означает поглощение менее чем 1%. Следовательно, в вариантах реализации изобретения непоглощающий, частично прозрачный отражатель имеет поглощение падающего света менее чем 1%. Этот непоглощающий, частично прозрачный отражатель, как правило, является неметаллическим, так как металлические отражатели обычно имеют нежелательно высокое поглощение света.
Например, непоглощающий, частично прозрачный отражатель содержит по меньшей мере один непоглощающий слой, содержащий материал, как правило, диэлектрический материал, выбранный из стекла и пластмассы. Упомянутая пластмасса может быть выбрана из поликарбоната (ПК), полиметилметакрилата (ПММА), полиэтилентерефталата (ПЭТ), и полиэтиленнафталата (ПЭН).
В вариантах реализации настоящего изобретения, непоглощающий, частично прозрачный отражатель содержит пакет непоглощающих слоев. Как правило, каждый слой упомянутого пакета непоглощающих слоев может иметь одинаковый коэффициент отражения в диапазоне длин волн от 400 нм до 800 нм.
В некоторых вариантах реализации данный непоглощающий частично прозрачный отражатель может быть зеркальным отражателем.
В вариантах реализации настоящего изобретения, данный непоглощающий, частично прозрачный отражатель имеет коэффициент отражения в диапазоне от 20% до 60%, предпочтительно от 30% до 45%, а более предпочтительно от 35% или от более чем 35%, до 45%.
В некоторых вариантах реализации светоизлучающее устройство содержит камеру смешения света, ограниченную отражающей нижней частью и по меньшей мере одной отражающей боковой стенкой. Твердотельный источник света может быть расположен на нижней части или на боковой стенке. Камера смешения света обеспечивает высокую эффективность, хорошее смешение света во включенном состоянии и в сочетании с удаленным люминофором обеспечивает возможность компактной конструкции без потребности в коллимирующих линзах и т.д.
В некоторых вариантах реализации непоглощающий, частично прозрачный отражатель образует окно выхода света, через которое свет может выходить из камеры смешения света.
Преобразующий длину волны элемент может быть расположен на поверхности непоглощающего, частично прозрачного отражателя, обращенной к твердотельному источнику света. Альтернативно или дополнительно, преобразующий длину волны элемент может быть расположен на упомянутой отражающей нижней части, а упомянутый твердотельный источник света располагают на упомянутой отражающей боковой стенке.
В другом аспекте изобретение обеспечивает лампу, например, лампу усовершенствованной конструкции, содержащую светоизлучающее устройство, которое описано здесь.
В дополнительном аспекте изобретение также обеспечивает светильник, содержащий по меньшей мере одно светоизлучающее устройство, которое описано здесь.
Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным сочетаниям признаков, указанным в пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Этот и другие аспекты настоящего изобретения теперь будут описаны более подробно, со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие вариант(ы) реализации данного изобретения.
Фиг. 1 является видом сбоку в разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения.
Фиг. 2 является видом сбоку в разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения и схематично иллюстрирует наблюдателя, смотрящего на светоизлучающее устройство в выключенном состоянии.
Фиг. 3 является видом сбоку в разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с другим вариантом реализации изобретения.
Фиг. 4 является видом сбоку в разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с другим вариантом реализации изобретения.
Фиг. 5 является видом сбоку в разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с другим вариантом реализации изобретения.
Фиг. 6 является видом сбоку, частично в разрезе, лампы в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 7 является видом в перспективе светильника в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Как представлено на чертежах, размеры слоев и областей преувеличены для пояснительных целей и, таким образом, приводятся для иллюстрации общих структур вариантов реализации настоящего изобретения. Аналогичные ссылочные позиции относятся к аналогичным элементам.
Подробное описание
Настоящее изобретение теперь будет описано более подробно здесь далее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны предпочтительные в настоящее время варианты реализации изобретения. Это изобретение может, однако, быть воплощено во многих различных формах и не должно быть истолковано как ограниченное изложенными здесь вариантами реализации; скорее, эти варианты реализации приводятся для тщательности и полноты и полностью передают объем изобретения специалистам.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что полупрозрачный отражатель может предпочтительно быть использован для сокрытия естественного цвета люминофора, вместо этого давая более желательный, металлический внешний вид светоизлучающему устройству, содержащему люминофор.
Светоизлучающее устройство, в соответствии с вариантом реализации изобретения, изображено на Фиг. 1. Это светоизлучающее устройство 100 содержит множество источников 101 света, здесь СИДов, расположенных на нижней части 102 камеры 103 смешения света. Камеру 103 смешения света окружают круговой боковой стенкой 104. Преобразующий длину волны элемент 105 располагают на пространственном отдалении от источников 101 света, так называемый способ удаленного люминофора. На другой стороне преобразующего длину волны элемента 105 предусматривают частично отражающий, частично прозрачный элемент 106, который виден в направлении выхода света от источника света и преобразующего длину волны элемента. Этот частично отражающий, частично прозрачный элемент далее именуют, как частично прозрачный отражатель. Данный частично прозрачный отражатель может иметь низкое или, по существу, вообще не иметь поглощения. “Нет поглощения” или “непоглощающий” здесь означает, что отражатель или слой, о котором идет речь, имеет поглощение 1% или менее чем 1% падающего света предпочтительно во всем видимом диапазоне длин волн. Частично прозрачный отражатель может быть пластиной, листом, пленкой или фольгой, образованными одинарным слоем или пакетом множественных слоев. В случае пакета множественных слоев, эти слои могут быть одинаковыми или разными по отношению к составу материала и оптическим (например, отражение и/или пропускание) свойствам.
При работе первичный свет, излучаемый источниками 101 света, принимается преобразующим длину волны элементом, возможно после отражения боковой стенкой и/или нижней частью, обе из которых могут быть отражающими. Данный преобразующий длину волны элемент преобразует по меньшей мере часть первичного света во вторичный свет большей длины волны. Преобразованный вторичный свет частично излучается в направлении выхода света (в сторону наблюдателя 107) и частично излучается обратно в камеру смешения света, где он может быть отражен и перенаправлен в направлении выхода света. Вторичный свет и любой неизмененный первичный свет передается посредством частично прозрачного отражателя 106 и, таким образом, выходит из светоизлучающего устройства. Предпочтительно, боковая стенка и, необязательно, также нижняя часть камеры смешения света является сильноотражающей, тем самым обеспечивая хорошее смешивание света, хорошее распределение света и высокую эффективность благодаря рециркуляции света и сведенному к минимуму поглощению.
Предусматривается, что боковая стенка и, следовательно, камера отражения могут иметь любую подходящую геометрическую форму. Например, вместо круговой боковой стенки, светоизлучающее устройство может содержать одну или больше боковых стенок, задаваемых, например, квадратной, прямоугольной или другой многоугольной камерой.
Частично прозрачный отражатель 106 служит, прежде всего, для предотвращения видимости снаружи цвета преобразующего длину волны элемента, когда светоизлучающее устройство находится в выключенном состоянии, т.е. не в работе. В выключенном состоянии, как проиллюстрировано на Фиг. 2, попадание света на светоизлучающее устройство извне частично отражается и частично передается. Благодаря этому отражению света, цвет преобразующего длину волны элемента менее видим извне и взамен светоизлучающему устройству может быть придан металлический, например, серебряный или золотой внешний вид посредством подбора толщины и/или показателя преломления отражателя.
Частично прозрачный отражатель 106 обычно имеет одинаковый коэффициент отражения во всем видимом спектре таким образом, что он отражает свет всех длин волн в одинаковой степени. Как правило, частично прозрачный отражатель имеет коэффициент отражения 20-60%, такой как 30-45% или 35-45%. В некоторых вариантах реализации, коэффициент отражения выше чем 35% и может быть вплоть до, например, 45%.
В некоторых вариантах реализации, частично прозрачный отражатель представляет собой зеркальный отражатель.
Фиг. 3 иллюстрирует вариант реализации светоизлучающего устройства, в котором частично прозрачный отражатель 106 содержит пакет множественных, непоглощающих слоев 106a, 106b, 106c. Такой пакет слоев может содержать по меньшей мере два слоя, например, три слоя. В одном примере частично прозрачный отражатель 106 может быть пакетом двух стеклянных пластин. В другом примере частично прозрачный отражатель 106 может быть пакетом трех пластмассовых пластин. В еще одном примере частично прозрачный отражатель 106 может содержать пакет множественных полимерных пленок.
Частично прозрачный отражатель может быть образован любым подходящим непоглощающим, достаточно передающим и отражающим материалом (материалами). Как правило, для слоев 106a, 106b, 106c могут быть использованы диэлектрические материалы. Примеры подходящих диэлектрических материалов включают в себя:
- титанаты, такие как титанат бария, титанат бария-стронция, титанат стронция, титанат магния, титанат кальция, титанат висмута, титанат неодима, титанат магния-кальция-кремния, и титанат свинца;
- цирконаты, такие как цирконат кальция, цирконат бария и диоксид циркония;
- оксидные материалы, такие как диоксид титана, оксид олова, станнат кальция, триоксид висмута, и ниобат магния-цинка, фторид магния, диоксид кремния, пятиокись тантала, и сульфид цинка.
Многослойный отражатель, который представлен на Фиг. 3, может быть спроектирован в любом желаемом внешнем виде, например, нейтральном или серебряном внешнем виде, или золотом внешнем виде, посредством регулирования толщины и показателей преломления слоев 106a, 106b, 106c.
Другие примеры подходящих материалов для частично прозрачного отражателя в качестве целого или из его одного или более слоев включают в себя стекло и пластмассы, такие как поликарбонат (ПК), полиметилметакрилат (ПММА), полиэтилентерефталат (ПЭТ), и полиэтиленнафталат (ПЭН).
Фиг. 4 иллюстрирует другой вариант реализации светоизлучающего устройства, в котором преобразующий длину волны элемент 105 и частично прозрачный отражатель 106 взаимно разнесены. Данный преобразующий длину волны элемент также находится на расстоянии еще и от источников 101 света, отделенный, например, воздушным промежутком. В некоторых вариантах реализации расстояние между источниками света и преобразующим длину волны элементом может быть относительно маленьким, так называемый способ прилежащего люминофора. Однако, в таких вариантах реализации преобразующий длину волны элемент еще не контактирует с источниками света. В таких вариантах реализации способа прилежащего люминофора преобразующий длину волны элемент может быть расположен на расстоянии от частично прозрачного отражателя, как показано на фиг. 3, или может быть расположен в контакте с частично прозрачным отражателем, подобно варианту реализации, показанному на фиг. 1 и 2. Этот способ прилежащего люминофора, таким образом, обеспечивает возможность компактной конструкции светоизлучающего устройства.
Источники света могут быть размещены на любом подходящем месте в камере смешения света, например, симметрично на средней части нижней части 102. Хотя чертежи показывают светоизлучающее устройство, использующее множество источников света, предполагается, что также может быть использован одиночный твердотельный источник света, такой как одиночный СИД или одиночный лазерный диод. Там, где используют одиночный источник света, его, как правило, располагают по центру нижней части 102.
Фиг. 5 показывает альтернативный вариант реализации светоизлучающего устройства 100, в котором два источника 101 света устанавливают на внутреннюю поверхность боковой стенки 104. Множество источников света, например, могут быть установлены на равных расстояниях друг от друга по всему периметру боковой стенки. В случае двух источников света, эти источники света, как правило, устанавливают напротив друг друга. Фиг. 5 дополнительно показывает преобразующий длину волны элемент 105, установленный на нижней части 102 камеры 103 смешения света. В этом варианте реализации нижняя часть является предпочтительно отражающей таким образом, что весь свет, излученный (преобразованный) или переданный преобразующим длину волны элементом, направляется к окну выхода света, образованному частично прозрачным отражателем 106. Такое светоизлучающее устройство может быть отнесено к "отражающему способу" по отношению к люминофору или преобразующему длину волны элементу.
Как уже отмечалось, твердотельный источник света может быть светоизлучающим диодом (СИД) или лазерным диодом. Кроме того, источник света может быть органическим светоизлучающим диодом (OLED). В некоторых вариантах реализации твердотельный источник света может быть СИДом, излучающим синий свет, таким, как СИД на основе GaN или InGaN, например, излучающим первичный свет диапазона длин волн от 440 до 460 нм. Кроме того, твердотельный источник света может излучать УФ или фиолетовый свет, который в дальнейшем преобразуют в свет большей длины волны (длин волн) посредством одного или более преобразующих длину волны материалов.
Вторичный свет имеет, как правило, большую длину волны, чем первичный свет. Например, вторичный свет может быть в диапазоне длины волны от 400 нм до 800 нм, например, от 500 нм до 800 нм, и, в частности, от 570 до 620 нм. Объединяя первичный синий свет с преобразующим длину волны элементом, который способен преобразовывать синий свет в желтый свет, можно получать общий выходной белый свет. Следовательно, преобразующий длину волны материал(ы) преобразующего длину волны элемента, как правило, выбирают, принимая во внимание используемый источник света и желаемый спектральный состав выходного света.
Преобразующий длину волны материал, используемый в настоящем изобретении, может быть преобразующим длину волны неорганическим материалом или преобразующим длину волны органическим материалом. Примеры преобразующих длину волны неорганических материалов могут включать в себя, но не ограничиваются этим, иттрий-алюминиевый гранат, легированный церием (Ce) (Y3Al5O12:Ce3+, также называемый ИАГ:Ce или ИАГ с примесью Ce), или лютеций-алюминиевый гранат (ЛАГ, Lu3Al5O12), α-SiAlON:Eu2+ (желтый), и M2Si5N8:Eu2+ (красный), в котором M является по меньшей мере одним элементом, выбранным из Ca, Sr и Ba. Более того, часть алюминия в ИАГ:Ce может быть замещена гадолинием (Gd) или галлием (Ga), при этом большее количество Gd приводит к красному смещению желтого излучения. Другие подходящие материалы могут включать в себя (Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+, в котором 0≤a<5, 0≤x≤1, 0≤y≤1 и 0<z≤1, и (x+y)≤1, такой как Sr2Si5N8:Eu2+, который излучает свет в красном диапазоне. Примерами подходящих преобразующих длину волны органических материалов являются органические люминесцентные материалы на базе производных перилена, например, соединения, продаваемые под названием Lumogen® от BASF. Примеры подходящих соединений, которые имеются в продаже, включают в себя, но не ограничиваются ими, Lumogen® Красный F305, Lumogen® Оранжевый F240, Lumogen® Желтый F083 и Lumogen® F170, и их комбинации. Предпочтительно, органический люминесцентный материал должен быть прозрачным и нерассеивающим.
Более того, в некоторых вариантах реализации преобразующий длину волны материал может быть квантовыми точками или квантовыми стержнями. Квантовые точки представляют собой небольшие кристаллы полупроводникового материала, как правило, имеющие ширину или диаметр лишь несколько нанометров. При возбуждении падающим светом квантовая точка излучает свет с цветом, определяемым размером и материалом кристалла. Следовательно, свет определенного цвета, может быть получен посредством подбора размера этих точек. Наиболее известные квантовые точки с излучением в видимом диапазоне основаны на селениде кадмия (CdSe) с покрытием, таким как сульфид кадмия (CdS) и сульфид цинка (ZnS). Также могут быть использованы квантовые точки без кадмия, такие как фосфид индия (InP) и сульфид меди-индия (CuInS2), и/или сульфид серебра-индия (AgInS2). Квантовые точки показывают очень узкую полосу излучения, а значит демонстрируют насыщенные цвета. Более того, цвет излучения может быть легко настроен посредством подбора размера квантовых точек. Любой тип квантовой точки, известный в данной области техники, может быть использован в настоящем изобретении. Однако, по причинам защиты окружающей среды и заботы об экологии, может быть предпочтительным использовать квантовые точки без кадмия или по меньшей мере квантовые точки, имеющие очень низкое содержание кадмия.
Необязательно преобразующий длину волны элемент может содержать рассеивающие элементы. Примеры рассеивающих элементов включают в себя поры и рассеивающие частицы, такие как частицы TiO2 или Al2O3. Рассеивающие элементы могут быть смешаны с преобразующим длину волны материалом или предусмотрены в качестве отдельного слоя.
Светоизлучающее устройство по данному изобретению может быть использовано в любом типе световых применений, в частности в лампах и светильниках, где это светоизлучающее устройство является видимым извне, то есть, в лампах и светильниках, в которых цвет преобразующего длину волны элемента, возможно, был бы виден, если бы не было частично прозрачного отражателя. Пример лампы, содержащей светоизлучающее устройство в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, представлен на Фиг. 6. Лампа 200 представляет собой так называемую лампу усовершенствованной конструкции, призванную заменить обычную лампу накаливания. Лампа 200 содержит основную часть 202, снабженную винтовым цоколем 207, приспособленным для винтового патрона. Основная часть 202 имеет плоскую верхнюю поверхность 204, которая может быть отражающей. Множество источников 201 света устанавливают в центре на верхней поверхности 204. Частично прозрачный отражатель 206, имеющий форму купола или части сферы, устанавливается в качестве покрытия над источниками света, предпочтительно покрывая всю верхнюю поверхность 204 основной части 202. Преобразующий длину волны элемент 205 располагают в контакте с частично прозрачным отражателем 206 на поверхности частично прозрачного отражателя, обращенной к источникам 201 света.
Фиг. 7 показывает светильник 300, содержащий по меньшей мере одно светоизлучающее устройство в соответствии с данным изобретением. Светильник 300 содержит корпус 301 и окно 302 выхода света. Корпус 301 может иметь отражающую внутреннюю поверхность, а окно выхода света может быть частично прозрачным отражателем, как описано выше. Кроме того, окно выхода света 302 может быть прозрачной пластиной и данный светильник 300 может взамен содержать один или больше частично прозрачных отражателей, расположенных внутри пространства, ограниченного корпусом 301 и окном 302 выхода света.
Как правило, светильник 300 содержит множество твердотельных источников света, расположенных решеткой или по любому другому подходящему образцу на внутренней поверхности корпуса 301.
Светильник, показанный на Фиг. 7, предназначен для подвешивания, например, к потолку и, следовательно, дополнительно содержит средства 303 подвески, прикрепленные к верхней части корпуса 301. В некоторых вариантах реализации часть или вся верхняя часть корпуса также может быть прозрачной, таким образом обеспечивая возможность излучения света одновременно в двух направлениях. Более того, в некоторых вариантах реализации, светильник вместо подвешивания может быть установлен на подставке.
Специалист в данной области техники понимает, что настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается предпочтительными вариантами реализации, описанными выше. Напротив, в пределах объема прилагаемой формулы изобретения возможны многие модификации и вариации.
Кроме того, вариации раскрытых вариантов реализации могут быть поняты и осуществлены специалистом в данной области при практической реализации заявленного изобретения, исходя из изучения чертежей, данного раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, а единственное число не исключает множества. Тот лишь факт, что некоторые признаки изложены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что не может быть с выгодой использовано сочетание этих признаков.

Claims (17)

1. Светоизлучающее устройство (100), содержащее:
- твердотельный источник (101, 201) света, выполненный с возможностью излучать первичный свет; и
- преобразующий длину волны элемент (105, 205), выполненный с возможностью принимать упомянутый первичный свет и способный преобразовывать упомянутый первичный свет во вторичный свет, причем преобразующий длину волны элемент и твердотельный источник света взаимно разнесены; и
- непоглощающий частично прозрачный отражатель (106, 206), расположенный на стороне выхода света преобразующего длину волны элемента для предотвращения видимости снаружи цвета преобразующего длину волны элемента, когда светоизлучающее устройство находится в выключенном состоянии, при этом первичный свет, излучаемый твердотельным источником света, и вторичный свет, образованный преобразующим длину волны элементом, может быть передан непоглощающим частично прозрачным отражателем для выхода из светоизлучающего устройства, причем непоглощающий частично прозрачный отражатель имеет одинаковый коэффициент отражения света в диапазоне длин волн от 400 нм до 800 нм.
2. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором непоглощающий частично прозрачный отражатель содержит пакет непоглощающих слоев (106а, 106b, 106с).
3. Светоизлучающее устройство по п. 2, в котором каждый слой упомянутого пакета непоглощающих слоев имеет одинаковый коэффициент отражения в диапазоне длин волн от 400 нм до 800 нм.
4. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором непоглощающий частично прозрачный отражатель является неметаллическим.
5. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором непоглощающий частично прозрачный отражатель содержит по меньшей мере один непоглощающий слой, содержащий материал, выбранный из диэлектрических материалов, стекла и пластмасс.
6. Светоизлучающее устройство по п. 5, в котором упомянутая пластмасса выбрана из поликарбоната, полиметилметакрилата, полиэтилентерефталата и полиэтиленнафталата.
7. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором непоглощающий частично прозрачный отражатель представляет собой зеркальный отражатель.
8. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором непоглощающий частично прозрачный отражатель имеет коэффициент отражения в диапазоне от 20% до 60%.
9. Светоизлучающее устройство по п. 1, содержащее камеру (103) смешения света, ограниченную отражающей нижней частью (102) и по меньшей мере одной отражающей боковой стенкой (104).
10. Светоизлучающее устройство по п. 9, в котором непоглощающий частично прозрачный отражатель образует окно выхода света, через которое свет может выходить из камеры смешения света.
11. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором преобразующий длину волны элемент расположен на поверхности непоглощающего частично прозрачного отражателя, обращенной к твердотельному источнику света.
12. Светоизлучающее устройство по п. 9, в котором преобразующий длину волны элемент расположен на упомянутой отражающей нижней части, а упомянутый твердотельный источник света расположен на упомянутой отражающей боковой стенке.
13. Лампа (200), содержащая светоизлучающее устройство по п. 1.
14. Светильник (300), содержащий по меньшей мере одно светоизлучающее устройство по п. 1.
RU2014149358A 2012-05-09 2013-05-08 Светоизлучающее устройство RU2624348C2 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261644571P true 2012-05-09 2012-05-09
US61/644,571 2012-05-09
PCT/IB2013/053690 WO2013168101A2 (en) 2012-05-09 2013-05-08 Light emitting arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014149358A RU2014149358A (ru) 2016-06-27
RU2624348C2 true RU2624348C2 (ru) 2017-07-03

Family

ID=48703617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014149358A RU2624348C2 (ru) 2012-05-09 2013-05-08 Светоизлучающее устройство

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150124456A1 (ru)
EP (1) EP2847511B1 (ru)
JP (1) JP6185987B2 (ru)
CN (1) CN104302968B (ru)
RU (1) RU2624348C2 (ru)
WO (1) WO2013168101A2 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104968991A (zh) * 2014-01-02 2015-10-07 皇家飞利浦有限公司 发光模块
RU2675382C2 (ru) * 2014-01-02 2018-12-19 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Светоизлучающий модуль
CN106030200A (zh) * 2014-02-24 2016-10-12 3M创新有限公司 包括远程降频转换器的光学装置
CN104006334A (zh) * 2014-05-20 2014-08-27 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组及显示装置
WO2015187514A1 (en) * 2014-06-01 2015-12-10 Osram Sylvania Inc. Luminaire with glare control
KR101664568B1 (ko) * 2014-10-21 2016-10-11 현대자동차주식회사 차량용 램프
CN104501010A (zh) * 2014-12-22 2015-04-08 常熟史美特节能照明技术有限公司 低热能的led灯
US20170254488A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-07 3M Innovative Properties Company Color shift sign
TWI629807B (zh) * 2016-10-18 2018-07-11 隆達電子股份有限公司 出光增強裝置及具有出光增強裝置之發光模組與發光元件
CN109906340A (zh) * 2016-11-10 2019-06-18 亮锐控股有限公司 Led照明单元
WO2018108744A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Lumileds Holding B.V. Light conversion device with angular and wavelength selective coating

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994010589A1 (en) * 1992-10-29 1994-05-11 The Dow Chemical Company Formable reflective multilayer body
WO2004100226A2 (en) * 2003-05-05 2004-11-18 Gelcore Llc Method and apparatus for led panel lamp systems
US20060203468A1 (en) * 2004-03-30 2006-09-14 Goldeneye, Inc. Light recycling illumination systems with wavelength conversion
US20100012959A1 (en) * 2006-09-29 2010-01-21 Alexander Wilm Optoelectronic Component

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2725043B2 (ja) * 1989-02-14 1998-03-09 株式会社トプコン 広帯域ハーフミラー
CN100521070C (zh) * 2002-02-22 2009-07-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 电灯
US7312560B2 (en) * 2003-01-27 2007-12-25 3M Innovative Properties Phosphor based light sources having a non-planar long pass reflector and method of making
US6960872B2 (en) * 2003-05-23 2005-11-01 Goldeneye, Inc. Illumination systems utilizing light emitting diodes and light recycling to enhance output radiance
JP4360945B2 (ja) * 2004-03-10 2009-11-11 シチズン電子株式会社 照明装置
CN101511641B (zh) * 2006-08-01 2015-09-23 3M创新有限公司 照明装置
WO2009093163A2 (en) * 2008-01-22 2009-07-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device with led and a transmissive support comprising a luminescent material
KR101798216B1 (ko) * 2009-03-19 2017-11-15 필립스 라이팅 홀딩 비.브이. 원격 발광성 재료를 갖는 조명 장치
WO2011050267A2 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Waqidi Falicoff Solid-state light bulb

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994010589A1 (en) * 1992-10-29 1994-05-11 The Dow Chemical Company Formable reflective multilayer body
WO2004100226A2 (en) * 2003-05-05 2004-11-18 Gelcore Llc Method and apparatus for led panel lamp systems
US20060203468A1 (en) * 2004-03-30 2006-09-14 Goldeneye, Inc. Light recycling illumination systems with wavelength conversion
US20100012959A1 (en) * 2006-09-29 2010-01-21 Alexander Wilm Optoelectronic Component

Also Published As

Publication number Publication date
EP2847511B1 (en) 2017-03-22
CN104302968A (zh) 2015-01-21
WO2013168101A3 (en) 2014-01-23
EP2847511A2 (en) 2015-03-18
US20150124456A1 (en) 2015-05-07
JP2015517717A (ja) 2015-06-22
WO2013168101A2 (en) 2013-11-14
RU2014149358A (ru) 2016-06-27
CN104302968B (zh) 2017-09-22
JP6185987B2 (ja) 2017-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10204888B2 (en) LED-based light sources for light emitting devices and lighting arrangements with photoluminescence wavelength conversion
US10777712B2 (en) Semiconductor light-emitting device
US10295154B2 (en) Efficient lighting system with wide color range
JP5865884B2 (ja) 照明装置、電熱構造、及び電熱素子
US9377167B2 (en) Illumination device with an envelope enclosing a light source
JP2019062210A (ja) フルスペクトル発光装置
US8931922B2 (en) Ceramic wavelength-conversion plates and light sources including the same
US8215798B2 (en) Solid state lighting system with optic providing occluded remote phosphor
JP6069205B2 (ja) フォトルミネッセンス波長変換を備える発光装置及び波長変換コンポーネント
US8258524B2 (en) Light emitting diode device
US8210717B2 (en) Light emitting device (LED) lighting systems for emitting light in multiple directions and related methods
US8247831B2 (en) Side emitting device with wavelength conversion
JP5171841B2 (ja) 照明デバイス及び照明方法
CN101983302B (zh) 改进的白色发光器件
US9275979B2 (en) Enhanced color rendering index emitter through phosphor separation
US8604678B2 (en) Wavelength conversion component with a diffusing layer
TWI392112B (zh) 含發光磷光體之發光二極體(led)照明配置
KR101214135B1 (ko) 광 엔진
US10648642B2 (en) LED apparatus employing tunable color filtering using multiple neodymium and fluorine compounds
EP2274778B1 (en) Illumination device with led and a transmissive support comprising a luminescent material
TWI453946B (zh) 具有磷波長轉換的光發射裝置
US8328406B2 (en) Low-profile illumination device
US9664342B2 (en) Optoelectronic component device, method of producing an optoelectronic component device, and method of operating an optoelectronic component device, method of operating an optoelectronic device having improved emission characteristics
JP5464500B2 (ja) Led及び1つ以上の透過窓を備える照明装置
TWI434429B (zh) 有效發光之發光二極體封裝及有效發光方法

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant