TWI491062B - 空間分離發光膜以偏移固態發光器的光譜內容 - Google Patents

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Description

空間分離發光膜以偏移固態發光器的光譜內容
本發明有關一種發光裝置，尤其有關一種裝置其包括一或更多個固態發光器(例如，發光二極體)與至少兩個發光元件，各發光元件包含至少一個發光材料(例如：一或更多個磷光體)。本發明亦有關發光方法，以及有關於製造此等發光裝置之方法。
每年在美國中所產生電力之大比例(一些估計為高至25%)用於照明。因此，目前正須要提供更有能量效率之照明。此為熟知之白熾光燈泡為非常不具能量效率之光源－其所消耗大約百分之九十之電力作為熱而非光而釋放。螢光燈泡較此等白熾光燈泡更有效率(大約10倍)，但相較於例如發光二極體之固態發光裝置，其仍然效率較差。
此外，相較於發光二極體之正常使用年限，白熾光燈泡具有相當短之使用年限，即典型地大約750－1000小時。相較之下，例如發光二極體之使用年限通常測量可達數十年。螢光燈泡具有較白熾光燈泡更長之使用年限(例如：10,000－20,000小時)，但提供較不利之顏色再現性。顏色再現性典型地使用顏色再生指數(CRI Ra)以測量，此在當由特殊燈照明時為一物件表面顏色偏移之相對度量。白晝光線具有最高之顏色再生指數(Ra為100)，而白熾光燈泡相當接近(Ra大於95)，且螢光照明較不準確(Ra典型為70-80)。某些形式之特殊照明具有非常低之顏色再生指數(例如：水銀蒸汽或鈉燈具有低至大約40或更低之Ra)。
傳統照明設備所面臨之另一個問題為：需要周期地更換發光裝置(例如：燈泡等)。當接達存取困難(例如：圓頂天花板、橋樑、高的建築物、交通隧道)及/或更換成本相當高時，此等問題特別明顯。傳統設備之典型使用年限大約為20年，此對應於光線產生裝置使用至少大約44,000小時(使用20年，每天使用6小時)。光線產生裝置之使用年限典型地較短，因此產生對於周期性更換之需要。
因此，為了此等與其他原因，目前正在努力發展各種方式，以便可以在許多種類之應用中使用例如發光二極體之固態發光器，以取代白熾光、螢光、以及其他光線之產生裝置。此外，在已經使用發光二極體(或其他固態發光器)之情形中，目前正在努力提供改良之發光二極體(或其他固態發光器)，此等改良是關於例如：能量效率、顏色再生指數(CRI Ra)、對比、效能(lm/W)、及/或使用年限。
發光二極體為將電流轉變成光線之半導體裝置。有許多種類之發光二極體使用於日益增加之擴散領域中，而用於日益擴展之目的範圍。
更特定而言，發光二極體為半導體裝置，其在跨p-n接面結構施加電位差時會發射光線(紫外線、可見光、紅外線)。目前有若干熟知之方式以製造發光二極體與許多有關結構，且本發明可以使用任何此等裝置。舉例而言，在Sze所著“Physics of Semiconductor Devices“(1981年第2版)之第12－14章、以及在Sze所著“Modern Semiconductor Device Physics“(1998年出版)之第7章中，說明包括發光二極體之各種光子裝置。
在此所使用名詞“發光二極體”是指基本的半導體二極體結構(即，晶片)。(例如)電子設備商店中所銷售之一般所認知且商業販售之“發光二極體”(LED)典型地代表由若干零件所製成之“經封裝”裝置。此等經封裝裝置典型地包括：以半導體為主之發光二極體，其例如(但並不受限於)在美國專利第4,918,487、5,631,190、以及5,912,477號中所說明者；各種佈線連接；以及將此發光二極體封包之一封裝。
如同所熟知，一發光二極體藉由將跨於半導體主動(發光)層之導電帶與共價帶之間能帶間隙以激發電子而產生光線。此電子遷移產生一取決於能帶間隙的光線波長。因此，由發光二極體所發射光線之顏色(波長)取決於此發光二極體之主動層之半導體材料。
雖然，固態發光器之發展以許多方式將照明工業革命化，固態發光器之一些特徵仍呈現挑戰，其一些尚未被完全解決。例如，任何特定發光二極體之發射光譜典型地集中在單一波長附近(此由發光二極體之成份與結構而設定)，此對於一些應用而言是想要的，但對於其他應用而言並非所想要的(例如，對於提供照明而言，此種發射光譜提供非常低之CRI)。
因為被感受為白色之光線須要將兩種或更多顏色(或波長)之光線混合，目前尚未發展出可以產生白光之單一發光二極體接合體。目前所已製成之“白光”發光二極體具有由各個紅、綠、以及藍發光二極體所形成之發光二極體像素。所製成之其他“白光”發光二極體包括：(1)產生藍光之發光二極體，(2)發光材料(例如：磷光體)，其響應於由此發光二極體所發射光線之激發而發射黃色光線；因此，當將此藍色光線與黃色光線混合時，可以產生被感知為白光之光線。
此外，將原色混合以產生非原色之組合，此在本技術與其他技術中通常已很瞭解。通常，1931 CIE色度圖(此為在1931年所建立用於原色之國際標準)與1976 CIE色度圖(其類似於1931圖但被修正，以致於在此圖上類似距離代表所感受的類似顏色差異)提供有用之參考，用於界定顏色為原色的加權和。
固態發光器因此可以各別地或以任何組合使用、選擇地與一或更多發光材料(例如：磷光體或閃爍體)及/或濾色器一起使用，以產生任何所想要感受顏色(包括白色)之光線。因此，在致力以固態發光器取代現有光源(以例如改善能量效率、顏色再生指數(CRI)、功效(lm/W)、及/或使用年限)的領域，就不受限於任何特定顏色或顏色混合之光線。
許多種類之發光材料(其亦被知為發光體或發光媒體，例如揭示於美國專利第6,600,175號，而整個在此併入作為參考)對於熟習此技術人士為熟知且可供使用。例如，磷光體為一種發光材料，其當受到激發輻射源之激發時，會發射響應輻射(例如：可見光)。在許多情形中，此響應輻射所具有波長與激發輻射之波長不同。發光材料之其他例子包括：閃爍體、白晝發光帶與墨水，其在以紫外線照射時，會在可見光譜中發光。
發光材料可以被分類為：向下轉換，即一種材料，其將光子轉換至較低能量位準(較長波長)；或向上轉換，即一種材料，其將光子轉換成較高能量位準(較短波長)。
藉由以下方式可以將發光材料包括於LED裝置中：如同以上討論例如藉由混合或披覆過程，將發光材料添加至清澈塑膠封包材料(例如：以環氧樹脂為主或以矽氧樹脂為主之材料)而達成。
例如美國專利第6,963,166號(Yano‘166)揭示一種傳統式發光二極體燈，其包括：一發光二極體晶片；一子彈形透明殼體，以覆蓋此發光二極體晶片；供應電流導入此發光二極體晶片之導線；以及一杯形反射器，用於將此發光二極體晶片所發射光線反射於均勻方向中；其中此發光二極體晶片以第一樹脂部份封包，且其進一步以第二樹脂部份封包。根據Yano‘166專利，此第一樹脂部份藉由下列方式獲得：以樹脂材料裝填杯形反射器，且在將此發光二極體晶片安裝於此杯形反射器底部上後將其固化，然後藉由佈線而將其陰極與陽極電性連接至導線。根據Yano‘166專利，將磷光體散佈於第一樹脂部份中，以由發光二極體晶片所發射之光線A激發。由被激發磷光體所產生之螢光(“光線B”)具有較光線A為長之波長。此光線A之一部份經由包括磷光體之第一樹脂部份透射，因此，使用光線A與光線B之混合光線C用於照明。
如同以上說明，已經研究“白色LED光線”(即，被感受為白色或接近白色之光線)作為對於白熾光燈之可能替代。此白色LED燈之代表例包括：藍色發光二極體晶片之封裝，其由氮化鎵(GaN)所製而以例如YAG之磷光體所覆蓋。在此種LED燈中，此藍光發光二極體晶片以大約450nm波長產生射線，且磷光體接收此射線時以大約550nm之尖峰波長產生黃色螢光。例如在一些設計中，此白光發光二極體藉由在藍光發光半導體發光二極體之輸出表面上形成陶瓷磷光體層而製成。由發光二極體晶片所發射藍色光線之一部份經由此磷光體通過，而由發光二極體晶片所發射藍色光線之一部份由此磷光體所吸收，此磷光體變成激發態且發出黃色光線。由發光二極體所發射藍色光線之部份經由磷光體透射，而與此磷光體所發射黃色光線混合。觀看者會感受此藍光與黃光之混合為白光。
有人提供多種設計，其中將現有LED組件封裝與其他電子裝置組裝於一設備中。在此等設計中，將所封裝之LED安裝於一電路板、將此電路板安裝至一散熱器、以及將此散熱器與所須之驅動電子裝置一起安裝至此設備殼體。在許多情形中，亦須要額外之光學組件(其對於封裝部份為次要)。
目前正須要對於在許多種類應用中使用固態發光器之方式，以具有更大能量效率、改善之顏色再生指數(CRI)、改善之效能(lm/W)、及/或較長之使用年限。
在本發明之第一個觀點中提供一種發光裝置，其包括：至少一個固態發光器；至少一個第一發光體；以及至少一個第二發光體，此至少一個第二發光體與第一發光體間隔分開。
在本發明此觀點之一些實施例中，(1)由至少一個固態發光器所發射光線、其由至少一個第一發光體離開而未經轉換，以及(2)由至少一個固態發光器所發射光線、其由至少一個第一發光體轉換後離開(即，由至少一個第一發光體吸收，因此激發此至少一個第一發光體，然後由此至少一個第一發光體“重新發出”)之混合光，在由第一、第二、第三、以及第四線段所包圍之1931 CIE色度圖上一個區域中具有x、y顏色座標；此第一線段連接第一點至第二點，此第二線段連接第二點至第三點，此第三線段連接第三點至第四點，以及此第四線段連接第四點至第一點。此第一點具有0.45、0.35之x、y座標；此第二點具有0.35、0.45之x、y座標；此第三點具有0.12、0.22之x、y座標；以及此第四點具有0.20、0.075之x、y座標。
在本發明此觀點之一些實施例中，此固態發光器為一發光二極體，其所發射光線所具有波長在紫外線範圍中、或在可見光範圍中最高至525nm之波長。
在本發明之另一觀點中，提供一種製造發光裝置之方法，其包括以下步驟：將至少一個第二發光體設置在相對於至少一個固態發光器之至少一個第一發光體之外，此第二發光體與第一發光體間隔分開。
在本發明之另一觀點中，提供一種發光方法，其包括以下步驟：提供電力給至少一個固態發光器，此固態發光器設置在至少一個第一發光體之中，此至少一個第一發光體與至少一個第二發光體間隔分開，而此第一發光體至少部份地設置在此固態發光器與第二發光體之間。
在本發明之另一觀點中，提供一種發光方法，其包括以下步驟：提供電力給至少一個固態發光器，此固態發光器發射光線，其經由第一發光體、然後經由第二發光體射出，而此第一發光體與第二發光體間隔分開。
存在一種“白光”LED光源，其相當有效率，但具有不良之顏色再生(例如：Ra小於75)，且其在紅色再生方面特別缺乏，以及在綠色再生方面也顯著缺乏。這意味著許多事物，包括：典型人的臉色、食物項目、標籤、印刷品、海報、號誌、服裝、家庭裝飾、植物、花朵、汽車等，其相較於以白熾光與自然白晝光線照射下，顯示奇怪或錯誤顏色。此種白光LED典型地具有大約5000K之顏色溫度，其通常對於一般照明視覺上並不舒適。然而，其對於商業產品或廣告以及印刷材料之照明可能是令人想要的。
一些所謂“溫暖白光”LED具有用於室內使用較可接受之顏色溫度(典型地2700至3500K)，以及良好之CRI(在黃色與紅色磷光體混合之情形中，可以高至Ra＝95)，但其效率較標準“白光”LED之效率之一半小許多。
有關於本發明之此等觀點可以在1931 CIE(國際照明委員會)色度圖或1976 CIE色度圖上呈現。第1圖顯示1931 CIE色度圖。第2圖顯示1976 CIE色度圖。第3圖顯示1976 CIE色度圖之放大部份，以便更詳細地顯示黑體軌跡。熟習此技術之人士會對於此等圖式熟悉，且此等圖式可輕易地取得(例如：藉由在網際網路上搜尋“CIE色度圖”)。
此CIE色度圖以兩個CIE參數x與y(在1931圖之情形中)或u’與v’(在1976圖之情形中)，對映人類顏色之感受。對於CIE色度圖之技術說明，請參考例如：“Encyclopedia of Physial Science and Technology”第7冊230－231頁(Robert A.Meyers編著,1987年)。光譜之顏色是分佈在所描繪空間邊緣之周圍，其包括由人眼所感受之所有顏色。此邊緣線代表光譜顏色之最大飽和度。如同以上說明，1976 CIE色度圖類似於1931圖，所不同者為此1976圖經修正，以致於在此圖上類似距離代表所感受類似的顏色差異。
在1931圖中，在圖上與某點之偏移可以座標表示，或替代地、為了對於所感受顏色差異程度給予顯示，而以MacAdam橢圓表示。例如，點之軌跡界定為距離由1931圖上一特定組座標所界定一設定顏色之10個MacAdam橢圓；此軌跡由諸顏色所構成，其各可被感知為與所設定顏色有共同程度之差異(以及相同地，對於點之軌跡可以界定為以其他數目之MacAdam橢圓而與特定顏色隔開)。
由於在1976圖上類似距離代表所感知的類似顏色差異，對於在1976圖上與某點之偏移可以座標u’與v’表示，例如距離此點之距離為＝(△u' 2 ＋△v' 2 )1 / 2 ，以及被界定為點軌跡(其各與設定顏色有共同距離)的顏色，，其顏色組成可以各被感知為與所設定顏色有共同程度的差異。
在第1至3圖中所說明之色度座標與CIE色度圖，在若干書籍與其他出版物中皆有說明。例如：K.H.Butler所著“Fluorescent Lamp Phosphors“(賓夕法尼亞州立大學1980年出版)第98－107頁；以及G.Blasse等人所著“Luminescent Materials“(Springer－Verlag 1994年出版)；此兩者在此併入作為參考。
位於沿著黑體軌跡之色度座標(即，顏色點)遵守Planck公式：E(λ)＝Aλ－ 5 /(e( B / T ) －1)，而E為發射強度，λ為發射波長，T為黑體之顏色溫度，以及A與B為常數。位於或接近黑體軌跡之顏色座標對於人類觀察者產生令人悅目之白色光線。1976 CIE圖包括沿著黑體軌跡之溫度列示。此等溫度列示顯示對於造成溫度增加之黑體輻射體之顏色路徑。當一被加熱物件變成白熾時，其首先發光為紅色、然後黃色、然後白色、以及最後為藍色。此會發生是因為與黑體輻射體之尖峰輻射有關之波長隨著溫度增加持續變得較短，而符合Wien位移法則。因此，發光體所產生光線若是在黑體輻射體之軌跡上或靠近此軌跡，則可以其顏色溫度來描述。
亦在1976 CIE圖上顯示的為A、B、C、D以及E記號，其是指由各相對應辨識為發光體A、B、C、D以及E發光體之數個標準發光體所產生之光線。
CRI為一照明系統相較於黑體輻射體或其他所界定參考物而如何再生顏色之相對度量。如果由照明系統所照明之一組測試顏色之顏色座標與由參考輻射體所照射之相同測試顏色之座標相同，則CRI Ra等於100。
本發明藉由參考所附圖式與以下本發明之詳細說明而獲得更完整之理解。
如同以上所討論，在一觀點中，本發明提供一種發光裝置，其包括：至少一固態發光器，至少一第一發光體，以及至少一第二發光體，且此第二發光體與此第一發光體間隔分開。在此所使用名詞“發光體”(lumiphor)是指任何發光元件，即包含發光材料之任何元件，其有許多種可以輕易地取得且為熟習此技術人士所熟知。
根據本發明此觀點之發光裝置，如果想要的話，可以包括複數個固態發光器。
許多種固態發光器對於熟習此技術人士為所熟知，且任何此等固態發光器可以使用於根據本發明之發光裝置中。
如同以上說明，使用於本發明中之一或更多個固態發光器是由發光二極體中選出。許多種發光二極體對於熟習此技術人士為所熟知，且任何此等發光二極體可以使用於根據本發明之發光裝置中。此等發光二極體型式之例包括：有機與無機發光二極體，各有許多種在此技術中為人所熟知。
許多種發光材料對於熟習此技術人士為所熟知，且任何此等發光材料可以使用於根據本發明之發光裝置中。
在一些實施例中，混合光是由以下所構成：(1)由至少一個固態發光器所發射的光線、且其由至少一個第一發光體離開而未經轉換，以及(2)由至少一個固態發光器所發射的光線、其由至少一個第一發光體在經轉換後離開(即，由至少一個第一發光體吸收，因此激發此至少一個第一發光體，然後由此至少一個第一發光體“重新發射”)，而在通過任何所存在額外結構之前，混合光在由第一、第二、第三、以及第四線段所包圍之1931 CIE色度圖上一個區域中具有x、y顏色座標；此第一線段連接第一點至第二點，此第二線段連接第二點至第三點，此第三線段連接第三點至第四點，以及此第四線段連接第四點至第一點；此第一點具有0.45、0.35之x、y座標；此第二點具有0.35、0.45之x、y座標；此第三點具有0.12、0.22之x、y座標；以及此第四點具有0.20、0.075之x、y座標。此外，在一些實施例中，此一或更多固態發光器所發射光線(即，在此光線通過任何其他結構(例如第一發光體)之前)具有：紫外線範圍中任一或數個波長，或在可見光範圍中高達525nm之波長；例如，在紫外光範圍中任何波長，或在可見光範圍中之任何波長、且具有小於或等於500nm之波長。
此一或更多個第一發光體與此一或更多個第二發光體可以個別地為任何發光體，其許多種類如同以上說明為熟習此技術人士所知。例如，各至少一個第一發光體與此至少一個第二發光體都可以個別地包括(或可以主要由以下所構成、或可以由以下所構成)：磷光體。此至少一個發光體如果想要的話，都可以更包括(或主要由以下所構成、或由以下所構成)：一或更多個高透射(例如，透明或實質上透明、或有些漫射)的接合劑，其例如可以由環氧樹脂、矽氧樹脂、玻璃、或任何其他適當材料所製成(例如，在包括一或更多個接合劑之任何給定發光體中，可以將一或更多個磷光體散佈於一或更多個接合劑中)。例如，通常此發光體愈厚則此磷光體之重量百分比可以愈低。取決於發光體之整個厚度，此磷光體之重量百分比通常可以為任何值，例如從0.1重量百分比至100重量百分比(例如，藉由將純磷光體經歷熱均壓程序所形成之發光體)。
在第4圖中說明根據本發明第一實施例之發光裝置10。參考第4圖，此第一實施例包括：一發光二極體11；一第一發光體12；一第一反射元件13；一透明元件14(在此處亦稱為一封裝元件)；一第二發光體15；以及電極17。
在此第一實施例中，發光二極體11安裝於第一發光體12中，而其轉而設置於第一反射元件13中。例如，第一發光體12可以藉由以下方式獲得：將樹脂材料填入杯形反射器13，且在將此發光二極體晶片11安裝於此杯形反射器13之底部上後將其固化，然後經由佈線將其陰極與陽極電極電性連接至導線(已經將磷光體散佈在樹脂材料中，以致於可以由此發光二極體晶片11所發射光線來激發)。因此，(即，在第4圖中所說明之方向中)，就位於第一反射元件13之各內表面間之意義而言，發光二極體11與第一發光體12是在此第一反射元件13“之中”。
在此第一實施例中，發光二極體11、第一發光體12、以及第一反射元件13均設置在透明元件14中。發光二極體11、第一發光體12、第一反射元件13、以及透明元件14一起類似於相似之傳統LED封裝，且如果想要的話，可以由傳統LED封裝所構成，例如：以“NSPW500CS“之名稱下由Nichia所銷售之商業上可以獲得之冷光式5mm LED封裝。
在第4圖所描述之實施例中，更提供一第二發光體15。在此實施例中，透明元件14之外表面之僅有一部份是由第二發光體15覆蓋，以致於反射及/或向後散射之光線可以輕易地離開此發光裝置。通常，透明元件14之外部表面之任何所想要部份可以由此第二發光體15覆蓋－在第4圖所描述之實施例中，第二發光體15並未覆蓋此LED封裝之整個表面，而是僅向下覆蓋至大致靠近第一反射元件13之位置(即，在第4圖中所說明之方向中，而位於一想像平面16(此想像平面是與第一反射元件13之周圍頂表面共平面)上之透明元件14之整個外表面是由第二發光體15完全覆蓋，透明元件14之外表面之其餘部份並未由第二發光體15覆蓋(此種配置所覆蓋之透明元件14之表面面積，僅較覆蓋來自發光二極體晶片11光線所撞擊透明元件14所有表面面積所須稍多)。然而，根據本發明，如果想要的話，此第二發光體(或此等第二發光體)可以(獨立地接觸或對其間隔方式)圍繞此透明元件外部表面之任何部份或所有部份)。
在第4圖所描述之實施例中，此第二發光體15由清澈之封包劑所構成，此封包劑由Dymax光蓋9617與YAG：CE(4.67重量%)所構成。
在第4圖中所描述之實施例例如可以下列方式達成：藉由使用YAG以轉換一藍LED晶片成發出冷白光，且以包含任何所想要發光材料之發光體覆蓋此封裝外表面，而此發光材料例如為一或更多個磷光體(例如：YAG、或任何其他磷光體，例如綠色、紅色等，以開展所產生顏色光譜)。
可以任何適當方式提供一或更多個第二發光體，此方式例如為：藉由在透明元件(如果提供的話)上覆蓋(例如，藉由浸入、漆塗、噴灑、靜電塗佈等)、或藉由鑄造或模製(例如，液態模造、射出成形、移轉模造等)。
由第4圖所描述之發光裝置所發出之光線是在x＝0.35至0.40、與y＝0.40至0.48範圍之光譜中(其對於許多人及/或情況而言，為更令人愉悅的)，且可以維持或實際上改善發光二極體設備之效能(即，相對於類似但並未包括第二發光體15之裝置而言)。
第5圖說明根據本發明第二實施例之發光裝置。參考第5圖，其顯示如同在第一實施例中，此發光裝置20包括：一發光二極體11、一第一發光體12、一第一反射元件13、一透明元件14、以及一第二發光體15，且其包括在發光二極體封裝下之第二反射元件21(在此圖式中所顯示之方向中)。
雖然在第4與5圖中所描述實施例中之透明元件之外表面實質上為圓頂形狀，但其通常可以為任何所想要之形狀(例如，扁平或甚至不規則形狀)。
在此等裝置中，發光二極體激發包含於第一發光體中之發光材料，以產生光線(例如，大約5600K之冷白色光線)，且此光線然後撞擊在第二發光體上。此冷光線之一些從第二發光體反射回來，且由此封裝向後反射出去(如同以上說明，發光二極體之尺寸較佳相對於第二發光體之尺寸小許多，以致於非常少的光線由於此向後反射而被吸收於發光二極體晶片中)。例如，根據本發明，可以達成提供大約60 lumen/watt之黃色光線，而其他具有此種高向後散射進入晶片中之傳統黃光設計僅提供大約14 lumen/watt－此關鍵為：根據本發明之一些實施例，此任何未轉換光線之大部份由於其由此封裝射出至反射表面上而被擷取。
在包括上述第一與第二實施例之根據本發明之任何發光裝置中，至少一個第二發光體，如果想要的話，可以由複數個第二發光體元件所構成，其任何組合可以彼此連接及/或彼此分開。例如，根據本發明之發光裝置，如果想要的話，可以具有實體上彼此分開且設置在各不同平面中之多個第二發光體。如果想要的話，當提供複數個第二發光體時，可以設置各第二發光體，以致於從第一發光體所發射、且在反射元件上(例如，在第4圖中所說明之平面16之上)位置之發光裝置所射出之光線必須通過至少一個第二發光體。
在根據本發明之一些實施例中，一或更多個第二發光體之表面面積為一或更多個固態發光器之表面面積(或一或更多個第一發光體之表面面積)之至少兩倍大，且在一些實施例中，此比例可以更大(例如，三倍、四倍、五倍、六倍、七倍、或甚至十倍或更多倍)。
類似地，如果想要的話，根據本發明之發光裝置可以包括：以任何所想要方式所設置之複數個第一發光體。
在一代表例中，使用5mm之封裝發光二極體，因為此等封裝發光二極體可以設置在印刷電路板與所添加之反射器層之外。
在例如第4圖中所顯示之實施例中，可以根據以下方式以決定第二發光體圍繞第一發光體(及/或設置在第一發光體與第二發光體之間之任何透明或實質上透明元件)之程度：根據此第一反射元件13對於LED晶片之視角(即，藉由從發光二極體晶片11經由第一反射元件13之頂上所繪製之線，而可以設想來自LED封裝之光線會撞擊在LED封裝之外表面上的位置，即在透明元件14之外表面上的位置)。換句話說，在包括透明透明元件之實施例中，較佳以第二發光體覆蓋透明元件之圓頂內部之至少被LED晶片之光線所撞擊之表面部份(當並不使用透明元件時，此相同之考慮適用於決定此第二發光體或此等第二發光體之位置與其相對尺寸)。
在根據本發明之任何發光裝置中，可以在一或更多個第一發光體與一或更多個第二發光體間之任何位置，設置一或更多個空氣空間(單獨地，或附加於一或更多個透明或實質上透明之媒體)。
發光材料(或此等發光材料)可以為任何所想要之發光材料。如同以上說明，此熟習此技術人士熟悉且可以容易獲得許多種類之發光材料。此一或更多個發光材料可以是向下轉換型或向上轉換型、或可以為包括此兩種形式之組合。例如，第一發光體可以包括一或更多個向下轉換型發光材料。
例如，一或更多個第一發光材料可以由下列所選出：磷光體、閃爍體、白晝發光帶、墨水，其在以紫外線等照射時，會在可見光譜中發光。
當提供此一或更多個第一發光材料時，可以任何所想要之形式提供。例如，發光元件可以埋設於樹脂(即，聚合物基質)中，像是於矽氧樹脂材料、環氧樹脂、或玻璃中。
可以任何所想要方式以配置、安裝、以及電力供應本發明之發光裝置中之可見光光源，且可以將其安裝於任何所想要之殼體或設備上。熟習此技術人士熟悉許多種配置、安裝設計、電力供應裝置、殼體、以及設備，且任何此等配置、設計、裝置、殼體、以及設備可以與本發明關聯地使用。本發明之發光裝置可以電性連接(或選擇性地連接)至任何所想要之電源。熟習此技術人士熟悉各種此等電源。
舉例而言，執行本發明所可以使用之發光二極體與發光體乃描述於：(1)在2005年12月22日所提出申請之美國專利申請案號60/753,138，發明名稱為“Lighting Device“(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_003 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(2)在2006年4月24日所提出申請之美國專利申請案號60/794,379，發明名稱為“Shifting Spectral Content in LEDs by Spatially Separating Lumiphor Films“(發明人：Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven；代理人文件號碼931_006 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(3)在2006年5月26日所提出申請之美國專利申請案號60/808,702，發明名稱為“Lighting Device”(發明人：Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven；代理人文件號碼931_009 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(4)在2006年5月26日所提出申請之美國專利申請案號60/808,925，發明名稱為“Solid State Light Emitting Device and Method of Making Same“(發明人：Gerald H.Negley和Neal Hunter；代理人文件號碼931_010 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(5)在2006年5月23日所提出申請之美國專利申請案號60/802,697，發明名稱為“Lighting Device and Method of Making”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_011 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(6)在2006年8月23日所提出申請之美國專利申請案號60/839,453，發明名稱為“Lighting Device And Lighting Method”(發明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_034 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(7)在2006年11月7日所提出申請之美國專利申請案號60/857,305，發明名稱為“Lighting Device And Lighting Method”(發明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_027 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(8)在2006年10月12日所提出申請之美國專利申請案號60/851,230，發明名稱為“Lighting Device And Method Of Making Same”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_041 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；以及(9)在2006年8月23日所提出申請之美國專利申請案號60/839,453，發明名稱為“Lighting Device And Lighting Method”(發明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_034 PRO)，其整個內容在此併入作為參考。
以下為裝置之代表例：可見光源之配置、安裝結構、用於安裝可見光源之設計、用於將電力供應至可見光源之裝置、用於可見光源之殼體、用於可見光源之設備、用於可見光源之電源、以及完整之照明總成，其均適合用於本發明之發光裝置，且其於以下說明：(1)在2005年12月21日所提出申請之美國專利申請案號60/752,753，發明名稱為“Lighting Device”(發明人：Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven和Neal Hunter；代理人文件號碼931_002 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(2)在2006年5月5日所提出申請之美國專利申請案號60/798,446，發明名稱為“Lighting Device”(發明人：Antony Paul van de Ven；代理人文件號碼931_008 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(3)在2006年9月18日所提出申請之美國專利申請案號60/845,429，發明名稱為“Lighting Devices,Lighting Assemblies,Fixtures And Methods Of Using Same“(發明人：Antony Paul van de Ven；代理人文件號碼931_019 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(4)在2006年9月21日所提出申請之美國專利申請案號60/846,222，發明 稱為“Lighting Assemblies,Methods Of Installing Same,And Methods Of Replacing Lights”(發明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_021 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(5)在2006年5月31日所提出申請之美國專利申請案號60/809,618，發明名稱為“Lighting Device And Method Of Lighting”(發明人：Gerald H.Negley,Antony Paul van de Ven和Thomas G.Coleman；代理人文件號碼931_017 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；以及(6)在2006年11月13日所提出申請之美國專利申請案號60/858,558，發明名稱為“Lighting Device,Illuminated Enclosure And Lighting Methods”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_026 PRO)，其整個內容在此併入作為參考。
以下說明可以使用於實施本發明之例如設備、其他安裝結構、以及完整之照明總成：(1)在2005年12月21日所提出申請之美國專利申請案號60/752,753，發明名稱為“Lighting Device”(發明人：Gerald H.Negley,Antony Paul van de Ven和Neal Hunter；代理人文件號碼931_002 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(2)在2006年5月5日所提出申請之美國專利申請案號60/798,446，發明名稱為“Lighting Device”(發明人：Antony Paul van de Ven；代理人文件號碼931_008 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(3)在2006年9月18日所提出申請之美國專利申請案號60/845,429，發明名稱為“Lighting Devices,Lighting Assemblies,Fixtures And Methods Of Using Same“(發明人：Antony Paul van de Ven；代理人文件號碼931_019 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(4)在2006年9月21日所提出申請之美國專利申請案號60/846,222，發明名稱為“Lighting Assemblies,Methods Of Installing Same,And Methods Of Replacing Lights”(發明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_021 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(5)在2006年5月31日所提出申請之美國專利申請案號60/809,618，發明名稱為“Lighting Device And Method Of Lighting”(發明人：Gerald H.Negley,Antony Paul van de Ven和Thomas G.Coleman；代理人文件號碼931_017 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(6)在2006年11月14日所提出申請之美國專利申請案號60/858,881，發明名稱為“Light Engine Assemblies”(發明人：Paul Kenneth Pickard和Gary David Trott；代理人文件號碼931_036 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(7)在2006年11月14日所提出申請之美國專利申請案號60/859,013，發明名稱為“Lighting Assemblies And Components For Lighting Assemblies”(發明人：Gary David Trott和Paul Kenneth Pickard；代理人文件號碼931_037 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；以及(8)在2006年10月23日所提出申請之美國專利申請案號60/853,589，發明名稱為“Lighting Devices And Methods Of Installing Light Engine Housings And/Or Trim Elements In Lighting Device Housings”(發明人：Gary David Trott和Paul Kenneth Pickard；代理人文件號碼931_038 PRO)，其整個內容在此併入作為參考。
此外，可以使用任何所想要之電路，以便將能量供應至根據本發明之發光裝置。以下說明可以使用以實施本發明之電路之代表例：(1)在2006年6月1日所提出申請之美國專利申請案號60/809,959，發明名稱為“Lighting Device With Cooling”(發明人：Thomas G.Coleman、Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven；代理人文件號碼931_007 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；(2)在2006年5月31日所提出申請之美國專利申請案號60/809,595，發明名稱為“Lighting Device And Method Of Lighting”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件號碼931_018 PRO)，其整個內容在此併入作為參考；以及(3)在2006年9月13日所提出申請之美國專利申請案號60/844,325，發明名稱為“Boost/Flyback Power Supply Topology With Low Side MOSFET Current Control”(發明人：Peter Jay Myers；代理人文件號碼931_020 PRO)，其整個內容在此併入作為參考。
根據本發明之裝置可以更包括一或更多個長使用年限的冷卻裝置(例如，具有非常長使用年限之風扇)。此種長使用年限冷卻裝置可以包括：壓電性或磁阻性材料(例如，MR、GMR、及/或HMR材料)，其可以如同“中國扇子”一般以移動空氣。在冷卻根據本發明的裝置中，典型地只須要足夠空氣以打破邊界層，以導致10至15℃之溫度降。因此，在此等情形中，典型地並不須要強烈“微風”或高的流體流速(大的CFM)(因此可以避免須要傳統風扇)。
根據本發明之裝置可以更包括次要光學裝置，以進一步改變此所發射光線之投射性質。次要光學裝置對於熟習此技術人士為所熟知，以及因此其無須在此詳細說明－如果想要的話，可以使用任何此種次要光學裝置。
根據本發明之裝置可以更包括感測器、充電裝置、或攝影機等。例如，熟習此技術人士熟知且可以容易存取此偵測一或更多事件之裝置(例如，移動偵測器，其偵測一物件或人員之移動)，且此裝置響應於此種偵測，可以觸發光線之照明、以及啟動安全攝影機等。以一代表範例而言，根據本發明之裝置可以包括：根據本發明之發光裝置與一移動感測器，且可以將其建構以致於(1)當照射光線時，如果移動感測器偵測到移動，則會啟動安全攝影機以記錄在所偵測移動位置或周圍之視訊資料，或者(2)如果移動感測器偵測到移動，則發射光線以照射靠近所偵測到移動位置之區域，且啟動安全攝影機以記錄在所偵測到移動位置或周圍之視訊資料等。
可以將在此所說明之發光裝置之任何兩個或更多結構部份整合。在此所說明之發光裝置之任何結構部份可以設置於兩個或更多部份中(如果須要的話，可以將其設置在一起)。
10．．．發光裝置
11．．．發光二極體
12．．．第一發光體
13．．．第一反射元件
14．．．透明元件
15．．．第二發光體
16．．．想像平面
17．．．電極
20．．．發光裝置
21．．．第二反射元件
第1圖顯示1931 CIE色度圖；第2圖顯示1976色度圖；第3圖顯示1976色度圖之放大部份，以詳細顯示黑體軌跡；第4圖說明根據本發明第一實施例之發光裝置；以及第5圖說明根據本發明第二實施例之發光裝置。
10．．．發光裝置
11．．．發光二極體
12．．．第一發光體
13．．．第一反射元件
14．．．透明元件
15．．．第二發光體
16．．．想像平面
17．．．電極

Claims (20)

  1. 一種發光裝置，包括：至少一個固態發光器；至少一個第一發光體；以及至少一個第二發光體，該第二發光體與該第一發光體間隔分開，第一平面，其在該第一發光體和該第二發光體之間，使得該第一發光體整個在該第一平面的第一側上以及該第二發光體整個在該第一平面的第二側上，該第二發光體彎曲。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該發光裝置包括複數個固態發光器。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該發光裝置包括複數個該第一發光體。
  4. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該發光裝置包括複數個該第二發光體。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包括：第一反射元件，該固態發光器與該第一發光體在該第一反射元件中。
  6. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包括：至少一封裝元件，該封裝元件完全圍繞至少一個該固態發光器與至少一個該第一發光體。
  7. 如申請專利範圍第6項之發光裝置，其中該封裝元件實質上為透明。
  8. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中至少一個空氣區域係在該第一發光體與該第二發光體之間。
  9. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，更包括：第二反射元件。
  10. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該第二發光體之表面面積為該第一發光體之表面面積之至少兩倍。
  11. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中由下列光線所構成之混合光：(1)由至少一個該固態發光器所發射光線、且其由至少一個該第一發光體離開而未經轉換，以及(2)由至少一個該固態發光器所發射光線、其由至少一個該第一發光體轉換後離開，該混合光在由第一、第二、第三、以及第四線段所包圍之1931 CIE色度圖上的一個區域中具有x、y顏色座標；該第一線段連接第一點至第二點，該第二線段連接該第二點至第三點，該第三線段連接該第三點至第四點，以及該第四線段連接該第四點至該第一點；該第一點具有0.45、0.35之x、y座標，該第二點具有0.35、0.45之x、y座標，該第三點具有0.12、0.22之x、y座標，以及該第四點具有0.20、0.075之x、y座標。
  12. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該固態發光器所發射光線具有在紫外線範圍中之波 長、或在可見範圍中高達525nm之波長。
  13. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該第二發光體包括至少一種發光材料。
  14. 如申請專利範圍第13項之發光裝置，其中該第二發光體更包括至少一種接合劑。
  15. 如申請專利範圍第14項之發光裝置，其中該接合劑實質上為透明。
  16. 如申請專利範圍第14項之發光裝置，其中該接合劑是由以下所構成之組選出：環氧樹脂、矽氧樹脂、以及玻璃。
  17. 如申請專利範圍第14項之發光裝置，其中該第二發光體更包括至少一種由下列所構成組所選出之添加劑：發散體、散射體、以及染色劑。
  18. 一種製造發光裝置之方法，其包括以下步驟：將至少一個第二發光體設置在相對於至少一個固態發光器之至少一個第一發光體之外，該第二發光體與該第一發光體間隔分開，該第二發光體彎曲，第一平面在該第一發光體和該第二發光體之間，使得該第一發光體整個在該第一平面的第一側上以及該第二發光體整個在該第一平面的第二側上。
  19. 一種發光方法，其包括以下步驟：提供電力給至少一固態發光器，至少一個第一發光體與至少一個第二發光體間隔分 開，該第一發光體至少部份地在該固態發光器與該第二發光體之間，第一平面在該第一發光體和該第二發光體之間，使得該第一發光體整個在該第一平面的第一側上以及該第二發光體整個在該第一平面的第二側上。
  20. 一種發光方法，其包括以下步驟：提供電力給至少一固態發光器，因而該固態發光器所發射光線從該固態發光器、經由第一發光體、然後通過第二發光體，該第二發光體與該第一發光體間隔分開，第一平面在該第一發光體和該第二發光體之間，使得該第一發光體整個在該第一平面的第一側上以及該第二發光體整個在該第一平面的第二側上。
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