TWI531277B - 照明裝置、外殼及照明方法 - Google Patents

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Description

照明裝置、外殼及照明方法 相關申請案交互參照
本案主張2006年5月31日提出申請之美國臨時專利申請60/809,618號名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven及Thomas Coleman)的利益。該臨時專利申請案整體於此以參考方式併入。
本發明係關於一種照明裝置，且尤其係關於一種照明裝置，其係包含至少一個提供優良功效的固態光發射器。本發明亦關於一種照明方法，其係提供優良功效，尤其係關於一種照明方法，其係包含提供電流給一個固態光發射器。
在美國每一年產生的電力中有一個很大比例係用於照明(有些人估計高到大約為25%)。依此，存在有提供更高能量效率之照明的持續需求。白熾燈泡是效能很低的光源是眾所周知的－大約90%的電消耗釋放成為熱而不是光。螢光燈泡比白熾燈泡更具效率(大約10倍因子)，但是與固態光發射器例如發光二極體相比仍是較不具效率的。
此外，與固態光發射器例如發光二極體的正常壽命相比，白熾燈泡具有相當短的壽命，也就是典型地在大約750－1000小時附近。例如做為比較，發光二極體具有在50,000及70,000小時之間的典型壽命。螢光燈泡比白熾燈具有更長的壽命(例如10,000－20,000小時)，但是提供較不令人喜歡的顏色再現。
顏色再現典型地使用顏色演色性係數(CRI)測量。CRI Ra是相對測量的修正平均值，其表示當以八個參考顏色照射時，照明系統的顏色演色性與參考輻射體之顏色演色性比較的結果，也就是當以特殊的燈照射時，物體表面顏色偏移的相對測量。如果由照明系統照亮之一組測試顏色色座標與由參考輻射體照射的測試顏色色座標相同，那麼CRI Ra等於100。晝光具有高CRI(Ra大約為100)，白熾燈泡也當相接近(Ra比95大)，而螢光燈不那麼準確(典型的70－80 Ra)。某些類型的專門照明具有很低的CRI(例如水銀蒸汽或是鈉燈，具有大約40或是甚至更低的Ra)。鈉燈係使用於，例如，照明高速公路。然而，駕駛人的反應時間係隨著較低的CRI Ra值而大幅減少(對於任何給定的亮度而言，易讀性係隨著較低的CRI Ra而減少)。
傳統之燈光設備面對的另一個問題是需要定期更換這些照明裝置(例如燈泡等等)。這種問題在很難接近(例如拱頂天花板、橋樑、高建築物、交通隧道)以及/或是更換費用極高時特別顯著。傳統燈光設備的典型壽命大約是20年，相應於使用光產生裝置至少大約44,000小時(基於每天6小時使用20年)。光產生裝置的壽命典型地短很多，因而產生週期性更換的需要。
依這些及其他的原因，正在進行努力以在各種應用中發展可以使用固態光發射器來替代白熾光、螢光燈及其他光產生裝置的方法。此外，在發光二極體(或是其他的固態光發射器)已經使用的地方，各種努力正在進行以提供改進的發光二極體(或是其他固態光發射器)，例如針對於能量效率、演色性係數(CRI Ra)、對比、效率(lm/W)、成本以及/或是使用年限。
多種固態光發射器是習知的。舉例而言，一種固態光發射器之型式係為一個發光二極體。
發光二極體是半導體裝置，其將電流轉變成光。各種的發光二極體在越來越多樣化領域中用於持續擴充的用途範圍。
更特定地，發光二極體係一種半導體裝置，當在跨越一個P－N接面之結構施加一個電位差時發出光(紫外、可見或是紅外光)。許多發光二極體製作及許多相關架構的是習知的，並且本發明可以使用任何的這種裝置。例如，Sze所著的半導體裝置物理(1981第二版)的第12－14章及Sze所著的現代半導體裝置物理(1998)的第7章描述各種光子裝置，包括發光二極體。
“發光二極體”的表達在這裡用來指出基本的半導體二極體架構(也就是晶片)。(例如)在電子商店中出售、普遍認定及商業上可取得的“LED”典型地代表一個由一些構件組成的“封裝”裝置。這些封裝裝置典型地包括基於半導體的發光二極體，例如(但不局限於)在美國專利4,918,487；5,631,190；及5,912,477中描述的各種線連結以及封住發光二極體的封裝。
如眾所周知的，發光二極體產生光的方式係透過將電子激發跨越半導體主動(發光)層之導電能帶及價能帶之間的能隙。電子躍遷產生一個波長的光，該波長取決於能隙。因此，由發光二極體發出的光顏色(波長)取決於發光二極體之主動層的半導體材料。
雖然發光二極體之發展係已經以許多方式進化照明工業，發光二極體之某些特性係已經呈現出挑戰，某些挑戰係已未被完全處理。舉例而言，任何特定的發光二極體之發射光譜典型地係集中於一個單一波長(如同由發光二極體之組成及結構所指示)，其係期望用於某些應用，然而係不期望用於其他應用(例如，用於提供照明，諸如一個發射光譜係提供一個非常低的CRI Ra)。
因為感知為白色光必需是二個或二個以上顏色(或是波長)的光混合，還沒有發展出單一發光二極體接面可以產生白光。“白光”發光二極體燈已經產生，其具有由各別紅、綠及藍色發光二極體形成的發光二極體像素/叢集。另一個已經生產的“白光”LED燈包括(1)一個產生藍光的發光二極體以及(2)一個發出黃光的發光材料(例如磷光體)，其對發光二極體發出的光激發產生反應而發出黃光，因此當藍光及黃光混合時產生一個感知為白色的光。
另外，混合主要色彩以產生非主要色彩的組合通常在此技術中以及其他技術中為人所熟知並且了解的。一般而言，1931年國際照明委員會色度圖(國際照明委員會色度圖(CIE色度色度圖)，建立於1931年對於主要色彩之國際性標準)，以及1976年國際照明委員會色度圖(類似於1931的圖解，但是經過修改使得在圖解上的類似距離表示類似的色彩差異)，提供對於定義色彩為主要色彩的加權總合之有用參考。
有效率之白光LED燈之CRI Ra相較於白熾光源(CRI Ra為100)通常為低的(在65－75範圍中)。此外，LED之色溫通常為“較冷”(~5500K)，且較白熾燈泡或CCFL燈泡之色溫(~2700K)為非所欲的。在LED中之此等缺點可以藉由添加所選擇的飽和色彩之其他LED或發光件(lumiphor)而改善。如同以上所顯示，根據本發明之光源可以使用：特定色彩的色度座標(x，y)之光源之特定色彩“混合”(參考於2005年12月21日所提出申請之美國專利申請案號60/752,555，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley)，其整個內容在此併入參考)。例如，來自額外選擇的飽和來源之光線可以與寬光譜源之光線混合，以提供均勻照明，而不會有任何變色區域；以及如果想要的話，為了修飾之理由，可以將個別光線發射器製成為：當直接觀看此照射源或隙縫時，其並非可見的，而為不引人注意的裝置或色彩區域。
發光二極體可以因此而使用於獨立的使用或是以任何的組合使用，可以選擇性的與一種或兩種發光材料(例如，磷光體或是閃爍物質)以及/或是濾光器，以產生任何所欲求的感知光(包含白光)。因此，欲將發光二極體光源替代既有光源的努力領域，例如改進能量效率，演色性指數(CRI Ra)，效率(lm/W)以及/或是服務的年限，並不受限於任何特定的色彩或是光的混合色彩。
關於本發明之態樣係能夠呈現於1931年國際照明委員會(CIE)色度圖或1976年國際照明委員會色度圖之中。圖1顯示1931 CIE色度圖。圖2顯示1976色度圖。圖3顯示1976色度圖的擴大部分以更詳細顯示黑體軌跡。熟習該項技術者對這些圖是很熟悉的，並且這些圖很容易取得(例如在網路上透過搜索”CIE色度圖”)。
CIE色度圖地以二個CIE參數x及y(在1931圖的情況下)或是u’及v’(在1976圖的情況下)標出人類對顏色的理解。CIE色度圖的技術性描述參見例如”物理科學及技術百科全書”第7卷，230－231頁(1987年Robert A Meyers編輯)。光譜顏色分佈在輪廓空間的邊緣四周，其包括所有由人類眼睛感知的色調。邊界線表示光譜顏色的最大飽和值。如在上面指出，1976 CIE色度圖與1931圖類似，除了已經修改1976圖使得圖上的相似距離表示顏色感知的相似差距。
在1931圖中，圖上從一點的偏離可以以座標或是替代地以MacAdam色差橢圓表達，以給出一個指示顏色感知差距的程度。例如，點的軌跡定義為離開1931圖上由特定座標定義之特定色調的十個MacAdam色差橢圓，其包含每一個感知為離開一個特定色調到一個相同程度的幾個色調(並且同樣地離開一個特定色調、由其他MacAdam色差橢圓量定義的點軌跡)。
因為1976圖上的類似距離代表顏色的類似感知差距，與1976圖上一個點的偏移程度可以用座標u’及v’表達，例如離該點的距離＝(△u’2 ＋△v’2 )1/2 ，因此由點的軌跡定義的色調其每一個是離開特定色調的共同距離，其每一個色調包括感知為與特定色調不同到一個共同程度的色調。
在圖1－3中說明的色度座標及CIE色度圖在一些書及其他出版物中有詳盡解釋，例如K.H.Butler的“螢光燈磷光體”第98－107頁(賓夕法尼亞州立大學1980年出版)及G.Blasse等人的“發光材料”第109－110頁(Springer－Verlag 1994年)，二者在這裡以做為參考的方式併入。
沿著黑體軌跡的色度座標(也就是顏色點)服從Planck等式：E (λ )＝Aλ －5 /(e ( B / T ) －1)，其中E是發光強度，λ是發光波長，T是黑體的色溫且A及B是常數。平置或是靠近黑體軌跡的顏色座標產生使人類觀察者愉悅的白光。1976 CIE圖包括沿著黑體軌跡所列出的溫度。這些溫度列表顯示黑體輻射被增加到這種溫度時的顏色路徑。隨著加熱的物體變得白熾，它首先發出有點紅的光，然後淡黃，然後白最後有點藍。這個發生係因為與黑體輻射體峰值輻射相關的波長隨溫度的增加變得漸進地更短，而與Wien位移定律一致。產生在黑體軌跡上或靠近軌跡之光的照明體可以因此由它們的色溫描述。
同樣描述的是在1976 CIE圖上指定的A、B、C、D及E，它指出由幾個標準照明產生的光，分別相應地表示為照明體A、B、C、D及E。
各種發光材料(也叫作發光件或是發光物體媒介，如同在美國專利6,600,175號中揭露的，其在此以做為參考的方式併入)是眾所周知的並且熟習該項技術者可以使用。例如，磷光體是當由激發輻射光源激發時可以發出反應性輻射(例如可見光)的一種發光材料。在許多例子中，該反應性輻射具有與激發輻射波長不同的波長。發光材料的其他範例包括閃爍體、日螢光膠帶及墨水，其在用紫外光照射時發出在可見光譜中的光。
發光材料可以分類為減損轉換，也就是使光子轉變成較低能級(較長波長)的一個材料，或是增益轉換，也就是使光子轉變成較高能級(較短波長)的材料。
如在上面討論的，在LED裝置中內含發光材料的方法已經透過添加發光材料到清澈或是實質上透明的封裝材料(例如環氧樹脂基、矽基、玻璃基或是金屬氧化物基的材料)中完成，例如透過混合及塗佈的方法。
例如，美國專利6,963,166(Yano‘166)揭露一個傳統的發光二極體燈，其包括一個發光二極體晶片、一個以子彈型透明外罩覆蓋的發光二極體晶片、用來將電流供給發光二極體晶片的引線、及用來將發光二極體晶片的發光反射在相同方向的杯型反射器，其中該二極體晶片由樹脂第一部分封住，其進一步用樹脂第二部分封住。根據Yano‘166，樹脂第一部分係透過以樹脂材料填滿杯型反射器而獲得，然後在已經將發光二極體晶片安裝在杯型反射器底部之後將它硬化，然後使它的陰極及陽極透過電線電連接到引線上。根據Yano‘166，磷光體消散到樹脂第一部分中，使它由發光二極體晶片發出的光A激發，激發的磷光體產生具有比光A更長波長的螢光(光B)。一部份光A穿透包括磷光體的樹脂第一部分，結果光C作為光A及光B的混合被用來照明。
如上面指出的，“白光LED燈”(也就是感知為白或是靠近白的光)已經調查研究可作為白熾燈的具潛力替代。白光LED燈的一個代表範例包括藍光二極體晶片的封裝，其由氮化銦鎵(InGaN)或是氮化鎵(GaN)製造，塗佈上例如鐿鋁石榴石(YAG)的磷光體。在這種LED燈中，藍光二極體晶片產生大約450奈米波長的發光，並且磷光體產生具有大約550奈米之頂點波長的黃螢光。在一些設計中，例如，白光二極體燈係由在一個發藍光半導體發光二極體的輸出表面形成陶磁磷光體層而做成。從發光二極體晶片發出的一部分藍光經過該磷光體，而從發光二極體晶片發出的一部分藍光線由磷光體吸收，其受到激發並且發出一束黃光。發光二極體發出的一部分藍光穿過磷光體傳送而與磷光體發出的黃光混合。觀察者感知藍及黃光的混合為白光。另一種型式係使用一個藍光或紫光發光二極體晶片，其係結合磷光體材料，磷光體材料係產生紅色或橘色及綠色或黃綠色光線。於如此之燈之下，由該發光二極體晶片所發射之藍光或紫光之一部分係激勵該些磷光體，導致該些磷光體發射紅色或橘色及黃色或綠色光線。這些結合藍光或紫光之光線係能夠產生白光的感受。
亦如上文所述，於另一種發光二極體燈之型式中，一個發射一個紫外光之發光二極體晶片係結合產生紅、綠及藍光之磷光體。於如此之發光二極體中，已經自該發光二極體晶片發射之紫外光係激勵該磷光體，導致該磷光體發射紅、綠及藍光，當該些光被混合時，其係由人類眼睛感知為白光。因此，白光係亦能夠由這些光線之混合而獲得。
於以發光二極體取代其他光源例如白熾燈泡時，封裝之發光二極體係已經與傳統照明設備一起使用，例如，包含一個中空透鏡及一個連接至透鏡之基板之設備，該基板係具有一個傳統的插頭外殼，該傳統插頭外殼係具有一或多個電連接至一個電源之接點。舉例而言，發光二極體燈泡係已經被建構，其係包含一個電路板、複數個裝設於該電路板上之封裝發光二極體及一個連接柱，其係連接至該電路板且適合於連接至該照明設備的插頭外殼，藉此該複數個發光二極體係能夠以該電源照明。
係存在“白色”發光二極體光源，其係相當有效率的，然而其係具有不良的彩色提供，典型地係具有小於75之CRI Ra值，且其係在紅色色彩提供上特別有缺陷的，且於綠色上大的程度上為有缺陷的。此係意謂許多事物，包含典型的人類的膚色、食物項目、標籤、繪畫、海報、標誌、服裝、家庭裝飾、植物、花朵、汽車等等，與以一個白熾光或自然日光照射相較之下，係顯示奇怪的或錯誤的色彩。典型地，如此之白色發光二極體燈係具有大約5000K之色彩溫度，其對於一般照明而言，係大致上非視覺舒適的，然而，對於商業產品或廣告及印刷品之照明而言，其係期望的。
以紅綠藍色發光二極體燈照明之彩色物件有時候係不呈現其真實的色彩。舉例而言，一個僅反射黃光及因而當以白光照射時呈現黃色之物件，當以一個紅綠藍色發光二極體設備之紅色及綠色發光二極體所產生之具有明顯黃色之光照明時，係呈現非飽和且為灰色。因此，如此之燈係被認為不提供優良的色彩再現，特別是當照明許多不同的裝置時，諸如於一個一般照明時，且特別是針對自然來源時。此外，目前可取得的綠色發光二極體係相當無效率的，且因此係限制如此之燈的效率。
某些所謂的“暖白色”發光二極體係具有一個室內使用的更可接受的色彩溫度(典型地，2700至3500K)，且於某些情況下，許多(但非全部)如此之暖白色發光二極體係具有良好的CRI Ra(在一個黃色及紅色磷光體混合之情況下，高逹Ra＝95)，然而，其係效率係大致上遠小於標準的“冷白色”發光二極體之效率。
採用具有廣泛種類色調之發光二極體係類似地需要使用具有許多不同效率的發光二極體，包含某些具有低效率的發光二極體，藉此減少如此之系統的效率，且大幅增加控制許多不同型式之發光二極體及維持光線的色彩平衡之電路的複雜度及成本。
因此，係需要一種高效率固態白色光源，其係結合白色發光二極體燈之效率及長的壽命以及一個可接受色彩溫度及良好的色彩再現指數、良好的對比、一個廣的色域及簡單的控制電路。
於包含一個磷光體之傳統的發光二極體封裝之情況下，激發光(亦即，自該發光二極體而來的光)之一大的比例(例如，於許多情況下，多逹20%至25%)係自該磷光體反射(後向散射)回該發光二極體晶片/封裝。散射回該發光二極體晶片本身之後向散射光係具有自該晶片而來的非常低的機率，且因此，如此之後向散射係造成一個系統的能量損失。
此外，磷光體轉換的光係為無方向性的，使得整體而言，50%之光係被導引回到該發光二極體源。
再者，假如該發光元件係太厚及/或假如該發光元件內的發光材料(例如，磷光體)含量係太大，則“自我吸收”係可能發生。當該封裝層內之光發射係停留於該封裝層內以激發其他磷光體粒子時，自我吸收係發生，且最後被吸收或被避免激發該裝置，因而降低效能(強度)及效率。此外，假如該發光材料(例如，磷光體)之粒子大小係太大，則發光材料的粒子係能夠導致該激發源(發光二極體晶片)及由該磷光體所產生之光兩者之不想要的散射。
持續有使用發光二極體於許多種類之應用之方式的需要，其係具有較大的能量效率，具有改進的顏色演色性係數(CRI Ra)，具有改進的效率(lm/W)、較低的成本及/或是具有較長的服務年限。
於本發明之一個第一態樣中，其係提供一種照明裝置，其係包含至少一個固態光發射器，當供應一個第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60流明(lumen)之亮度的輸出光。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該輸出光係具有至少90之CRI Ra。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，當供應一個第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力70流明之亮度的輸出光。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，當供應一個第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少80流明/瓦特(於某些情況下，≧85流明/瓦特)電力之亮度的輸出光。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該固態光發射器係為一個第一發光二極體。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該照明裝置係包含含有該第一發光二極體之複數個發光二極體。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含一或多個發光件。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且至少一個第一群組發光二極體係直接或可切換地電連接至該電源線，該第一群組發光二極體之間及沿著該電源線上任何其他構件之間之電壓降係於一個標準插座電壓(例如，一個110伏特交流電之標準插座電壓)的1.3及1.5倍(例如，於1.410及1.420)之間。
於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該第一群組發光二極體內之發光二極體係配置成沿著該電源線串接。
於本發明之一個第二態樣中，其係提供一種外殼，其係包含一個包圍的空間及至少一個根據本發明之照明裝置，其中，假如該照明裝置係發光，則該照明裝置係照明該外殼之至少一部分。
於本發明之一個第三態樣中，其係提供一種照明元件，其係包含一個表面及至少一個根據本發明之照明裝置，其中，假如該照明裝置係發光，則該照明裝置係照明該表面之至少一部分。
於本發明之一個第四態樣中，其係提供一種照明方法，其係包含：提供一個具有一個第一瓦特數之電力的照明裝置，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60流明(lumen)之效能的輸出光。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，該輸出光係被感知為白色。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，該輸出光係具有至少90之CRI Ra。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，當供應一個第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力70流明之亮度的輸出光。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，當供應一個第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少80流明/瓦特(於某些情況下，≧85流明/瓦特)電力之亮度的輸出光。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，該固態光發射器係為一個第一發光二極體。於某些如此之實施例中，該照明裝置係包含含有該第一發光二極體之複數個發光二極體。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含一或多個發光件。於某些如此之實施例中，每一個發光件係位於至少一個發光二極體之大約750微米之內。
於根據本發明之第四態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且至少一個第一群組發光二極體係直接或可切換地電連接至該電源線，該第一群組發光二極體之間及沿著該電源線上任何其他構件之間之電壓降係於一個標準插座電壓(例如，一個110伏特交流電之標準插座電壓)的1.3及1.5倍(例如，於1.410及1.420)之間。於某些如此之實施例中，該第一群組發光二極體內之發光二極體係配置成沿著該電源線串接。
參照後附圖式及本發明之詳細說明，本發明可以更完全被瞭解。
如上文所提到，於本發明之一個第一態樣中，其係提供一種照明裝置，其係包含至少一個固態光發射器，當供應一個第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60流明(lumen)之亮度的輸出光。於本發明之該第一態樣之某些實施例中，該輸出光係為暖白色。
於此所稱之效能(以每瓦特流明數為單位)，係意謂相對於插座能量所測量之亮度，亦即，其係為牆壁插座效率(相對於有時候於個別構件及/或構件之組件上所給予的值)之測量值。亦即，於此所使用之“效能”係意謂自輸入至該照明裝置之電力所獲得之流明(並非，例如，自輸入至一個發光二極體之電力所獲得之流明)，亦即，效能係根據於運轉該照明裝置中所消耗的總電力，相對於於一或多個諸如個別發光二極體之構件內所消耗之僅有的電力。
於此所使用之“發光的”詞語，當指一個發光二極體時，其係意謂至少某些電流係正被提供給該發光二極體，以導致該發光二極體發射至少某些光。“發光的”詞語係包含該發光二極體持續或間歇地於一個速率下發光，使得一個人類的眼睛係感知其為持續發光之情況，或者複數個具有相同或不同的色彩之發光二極體係正在以一個人類的眼睛可以感知其為持續發光(且於不同的色彩被發光之情況下，為這些色彩之混合)之方式，間歇地及/或交替地(具有重疊或不重疊導通時間)發光之情況。
於此所使用之“激發”詞語，當指發光件時，其係意謂至少某些電磁輻射(例如，可見光，紫外線或紅外線)係接觸該發光件，導致該發光件發射至少某些光。“被激發的”詞語係包含該發光件持續或間歇地於一個速率下發光，使得一個人類的眼睛係感知其為持續發光之情況，或者複數個具有相同或不同的色彩之發光件係正在以一個人類的眼睛可以感知其為持續發光(且於不同的色彩被發光之情況下，為這些色彩之混合)之方式，間歇地及/或交替地(具有重疊或不重疊導通時間)發光之情況。
如於此所使用，“實質上”一詞係意謂至少90%與所敘述之特色對應。舉例而言，如於此所使用之“實質上透明”詞語係意謂被特徵化為實質上透明之結構係允許至少90%之具有所關注的範圍內之波長之光通過。“實質上均勻地”詞語係意謂任何兩個物件之間之間隔係相差不超過如此物件之相鄰對之間之間隔的10%。
任何期望的固態光發射器或複數個光發射器係能夠根據本發明而被採用。熟習本項技術者係知道且已經準備好使用廣泛範圍的如此發射器。如此之固態光發射器係包含無機及有機光發射器。如此之光發射器之型式的範例係包含廣泛範圍的發光二極體(有機或無機，包含聚合物發光二極體(Polymer Light Emitting Diode,PLED))，雷射二極體，薄膜電激發光裝置，發光聚合物(Light Emitting Polymer,LEP)，許多這些型式係為此業界所眾所周知(且因此，不需要詳細敘述如此之裝置及/或製造這些裝置之材料)。
個別的光發射器係能夠彼此類似、彼此不同或者任何組合(亦即，能夠為一種型式之複數個固態光發射器，或者每一個具有兩個或更多型式之固態光發射器)。
如上文所述，一種能夠改進的固態光發射器之型式係為發光二極體。如此之發光二極體係能夠自任何發光二極體(熟習本項技術者容易獲得及眾所周知之廣泛的種類，且因此，係不需要詳細敘述如此之裝置及/或製造這些裝置之材料)選擇出。舉例而言，發光二極體之型式的範例係包含無機及有機發光二極體，其之每一個的種類係為眾所周知。
如此之LED之代表例，許多係為業界所熟知，係能夠包含導線架，發光件，封裝區域等等。
適合的LED之代表例係於下列美國專利申請案號中說明：(1)於2005年12月22日所提出申請之美國專利申請案號60/753,138，其標題名稱為“照明裝置”(發明人：Gerald H.Negley)，其整個內容在此併入參考；(2)於2006年4月24日所提出申請之美國專利申請案號60/794,379，其標題名稱為“空間分離發光膜以偏移LED中的光譜內容”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven；代理人文件案號931_006 PRO)，其整個內容在此併入參考；(3)於2006年5月26日所提出申請之美國專利申請案號60/808,702，其標題名稱為“照明裝置”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven；代理人文件案號931_009 PRO)，其整個內容在此併入參考；(4)於2006年5月26日所提出申請之美國專利申請案號60/808,925，其標題名稱為“固態發光裝置及其製造方法”(發明人：Gerald H.Negley與NealHunter；代理人文件案號931_010 PRO)，其整個內容在此併入參考；(5)於2006年5月23日所提出申請之美國專利申請案號60/802,697，其標題名稱為“照明裝置及製造方法”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件案號931_011 PRO)，其整個內容在此併入參考；(6)於2006年8月23日所提出申請之美國專利申請案號60/839,453，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_034 PRO)，其整個內容在此併入參考；(7)於2006年11月7日所提出申請之美國專利申請案號60/857,305，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_027 PRO)，其整個內容在此併入參考；以及(8)於2005年10月12日所提出申請之美國專利申請案號60/851,230，其標題名稱為“照明裝置及其製造方法”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件案號931_041 PRO)，其整個內容在此併入參考。
根據本發明之照明裝置係能夠包含任何期望數量之固態發射器。
如上文所述，於根據本發明之一個第一態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含一或多個發光件。
如上文所述，於根據本發明之一個第一態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含至少一個發光件(亦即，包含至少一個發光材料之發光區域或發光元件)。如於此所使用之“發光件”詞語係指任何發光元件，亦即，任何包含一個發光材料之元件。
當一或多個發光件被提供時，係能夠個別地為任何發光件，其之廣泛範圍係為熟習本項技術者眾所周知的。舉例而言，於該發光件內之一或多個發光材料係能夠自磷光體、閃爍體、日螢光膠帶及墨水中選擇出，墨水係在用紫外光照射時發出在可見光譜中的光。該一或多個發光材料係能夠減損轉換，或是增益轉換，或者能夠包含上述兩種型式之組合。舉例而言，第一發光件係能夠包含一或多個減損轉換發光材料。
該一或多個發光件或每一個假如想要，係能夠進一步包含一或多個高穿透的(透明或實質上透明的或略微擴散)封裝材料，或由一或多個高穿透的(透明或實質上透明的或略微擴散)封裝材料所組成或主要由其組成，高穿透的封裝材料係例如由環氧樹脂基、矽基、玻璃基或是金屬氧化物基或其他適合的材料製成(例如，於任何給定的包含一或多個封裝材料之發光件之中，一或多個發光件係能夠於該一或多個封裝材料內被塗佈。一般而言，發光件越厚，則該發光件之重量百分比係能夠越低。發光件之重量百分比之代表性的範例係包含自大約3.3重量百分比至大約20重量百分比，雖然如上文所示係根據該發光件之整體厚度，該發光件之重量百分比係能夠大致上為任何值，例如自0.1重量百分比至100重量百分比(例如，藉由使純磷光體經歷一個熱等壓平衡壓程序所形成之發光件)。
假如有需要，一個發光件設置於其內之裝置係能夠進一步包含一或多個位於該固態光發射器(例如，發光二極體)及磷光體之間之透明的封裝材料(包含，例如，一或多個矽材料)。
該一或多個發光件或每一個發光件係能夠獨立地進一步包含任何數量之眾所周知的附加物，例如擴散器，散射器，調色調器等等。
如上文所提到，於根據本發明之第一態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且至少一個第一群組發光二極體係直接或可切換地電連接至該電源線，該第一群組發光二極體之間及沿著該電源線上任何其他構件之間之電壓降係於一個標準插座電壓(例如，一個110伏特交流電之標準插座電壓)的1.2及1.6倍之間，舉例而言，1.3及1.5倍(例如，於1.410倍及1.420倍)之間。
舉例而言，在自一個插座而來的電壓係為110伏特交流電，且一條電源線係連接至串聯之複數個藍色發光二極體及一個電流調整器之下，假如該電流調整器係具有7.6伏特之電壓降，且每一個發光二極體係具有2.9伏特之電壓降，則包含於該線上之如此之發光二極體之適合的數量係為51個。
類似地，在自一個插座而來的電壓係為110伏特交流電，且一條電源線係連接至串聯之複數個藍色發光二極體、複數個紅色發光二極體及一個電流調整器之下，假如該電流調整器係具有7.6伏特之電壓降，每一個藍色發光二極體係具有2.9伏特之電壓降，且每一個紅色發光二極體係具有2.0伏特之電壓降，且藍色發光二極體對於藍色發光二極體及紅色發光二極體之總和的比率係期間於大約0.4至0.6之範圍，則包含於該線上之個別發光二極體之適合的數量係包含24個藍色發光二極體及47個紅色發光二極體。
此外，一或多個散射元件(例如，層)係能夠選擇性地包含於根據本發明之此態樣的照明裝置之中。該散射元件係能夠包含於一個發光件之中，及/或一個分離的散射元件係能夠被設置。一個廣泛種類之個別的散射元件及結合的發光及散射元件對於熟習本項技術者而言係為眾所周知，且任何如此之元件係能夠採用於本發明之照明裝置之中。
於根據本發明之某些實施例中，一或多個發光二極體或者一或多個發光件係能夠包含於一個封裝之中，且該封裝內之該一或多個發光件係能夠與該封裝內之該一或多個發光二極體間隔開，以逹成改進的光取出效率，如敘述於2005年12月22日所提出申請之美國專利申請案號60/753,138，其標題名稱為“照明裝置”(發明人：Gerald H.Negley)，其整個內容在此併入參考。
於根據本發明之某些實施例中，兩個或更多個發光二極體係能夠被設置，兩個或更多個發光件係彼此間隔開，如敘述於2006年1月23日所提出申請之美國專利申請案號60/761,310，其標題名稱為“藉由空間分隔發光件膜於發光二極體內移位空間內容”(發明人：Gerald H.Negley及Antony Paul van de Ven)，其整個內容在此併入參考。
固態光發射器及任何發光件係能夠被選擇，以產生任何期望的混合光。
提供期望的混合光之如此之構件的適合的組合之代表例係描述如下：(1)於2005年12月21日所提出申請之美國專利申請案號60/752,555，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley)，其整個內容在此併入參考；(2)於2005年12月21日所提出申請之美國專利申請案號60/752,556，其標題名稱為“標牌及照明方法”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven)，其整個內容在此併入參考；(3)於2006年4月20日所提出申請之美國專利申請案號60/753,524，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven)，其整個內容在此併入參考；(4)於2006年4月20日所提出申請之美國專利申請案號60/753,518，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven)，其整個內容在此併入參考；(5)於2006年4月20日所提出申請之美國專利申請案號60/793,530，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven)，其整個內容在此併入參考；(6)於2006年12月4日所提出申請之美國專利申請案號11/566,440，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_035 NP)，其整個內容在此併入參考。
(7)於2006年12月7日所提出申請之美國專利申請案號60/868,986，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_053 PRO)，其整個內容在此併入參考。
(8)於2006年11月7日所提出申請之美國專利申請案號60/857,305，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_027 PRO)，其整個內容在此併入參考。及(9)於2007年2月22日所提出申請之美國專利申請案號60/891,148，其標題名稱為“照明裝置及照明方法、濾光器及濾光之方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_057 PRO)，其整個內容在此併入參考。
如於此所使用之“感知為白色的”詞語係意謂正常的人類視覺係感知光線(亦即，特徵化為“感知為白色的”之光)為白色的。
類似地，如於此所使用之“感知為非白色的”詞語係意謂正常的人類視覺係感知光線(亦即，特徵化為“感知為白色的”之光)為非白色的(包含，例如，非白色及除了白色之外的色彩)。
本發明之照明裝置的可見光源可以用任何所欲求的方式被配置，安裝並且供應電力，並且可以安裝在任何所欲求的外殼或是設備上。本技術領域具有通常知識者應熟悉許多種不同的配置方式，安裝體系，電源供應裝置，外殼以及設備，以及任何此種配置，體系，設備，外殼以及設備可以與本發明相關而使用。本發明之照明裝置可以電氣連接(或是選擇性的連接)至任何所欲求的電源，熟悉本技術領域之人員應對許多此種電源非常了解。
所有適用於本發明之照明裝置之配置、裝設可見光源之體系、供應電力至照明裝置之設備、照明裝置之外殼、照明裝置之設備以及照明裝置之電力供應之代表性範例係描述於：(1)美國專利申請案第60/752,753號，於2005年12月21日申請，名稱為”照明裝置”(發明者：Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven以及Neal Hunter)，該案整體在此以引用方式併入；(2)美國專利申請案第60/798,446號，於2006年5月5日申請，名稱為”照明裝置”(發明者：Antony Paul van de Ven)，該案整體在此以引用方式併入；(3)美國專利申請案第60/761,879號，於2006年1月25日申請，名稱為”具有冷卻之照明裝置”(發明者：Thomas Coleman,Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven)，該案整體在此以引用方式併入；(4)美國專利申請案第60/809,461號，於2006年5月31日申請，名稱為”具有色彩控制之照明裝置及照明方法”(發明者：Antony Paul van de Ven)(代理人案號931_015)，該案整體在此以引用方式併入；(5)美國專利申請案第60/809,595號，於2006年5月31日申請，名稱為”照明裝置及照明方法”(發明者：Gerald H.Negley)(代理人案號931_018)，該案整體在此以引用方式併入；(6)美國專利申請案第60/845,429號，於2006年9月18日申請，名稱為”照明裝置、照明組件、固定件與其方法”(發明者：Gerald H.Negley以及Antony Paul van de Ven；代理人案號931_019 PRO)，該案整體在此以引用方式併入；(7)美國專利申請案第60/846,222號，於2006年9月21日申請，名稱為”照明組件、安裝其之方法、以及更換燈之方法”(發明者：Antony Paul van de Ven以及Gerald H.Negley；代理人案號931_021 PRO)，該案整體在此以引用方式併入。
除了能夠放射出光線之外，在此所用的術語”照明裝置”並無限制。換言之，照明裝置能夠是一種照亮區域或容積(例如，房間、游泳池、倉庫、指示燈、道路、車輛、道路標誌、廣告牌、船艦、輪船、航空器、運動場、樹木、窗戶、工場等等)之裝置、一種指示燈、或者照亮圍場之裝置或裝置陣列、或者用於邊緣或背光(例如，背光佈告、招牌、LCD顯示器)之裝置、或者任何一種其他之發光裝置。
本發明係進一步關於一種發光外殼(其之體積係能夠均勻地或非均勻地照射)，其係包含一個包封的空間及至少一個根據本發明之照明裝置，其中，該照明裝置係(均勻地或不均勻地)照明該外殼之至少一部分。
本發明係進一步關於一個照明的表面，其係包含一個表面及至少一個根據本發明之照明裝置，其中，該照明裝置係照明該表面的至少一部分。
本發明係進一步關於一個照明的區域，其係包含選自由游泳池、房間、倉庫、指示燈、道路、車輛、道路標誌、廣告牌、船艦、輪船、航空器、運動場、樹木、窗戶所組成之群組之至少一個區域，以及一個其內或其上裝設至少一個根據本發明之照明裝置之燈柱。
根據本發明之照明裝置係能夠進一步包含一或多個壽命長的冷卻裝置(例如，一個具有相當高的生命週期之風扇)。如此之壽命長的冷卻裝置係能夠包含壓電或磁性限制材料(例如，MR,GMR,及/或HMR材料)，其係移動空氣作為一個“中國風扇”。於根據本發明之冷卻裝置中，典型地係僅需要打斷邊界層之足夠空氣，以感應攝氏10至15度之溫度下降。因此，於此如之情況下，強的“微風”或一個大的流體流動速率(大的CFM)典型地係不需要(藉此避免需要傳統的風扇)。
於根據本發明之某些實施例中，任何敘述於美國專利申請案第60/761,879號(於2006年1月25日申請，名稱為”具有冷卻之照明裝置”(發明者：Thomas Coleman,Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven)，在此以引用方式併入)中之特色係能夠被採用。
根據本發明之照明裝置係能夠進一步包含輔助光學裝置，以進一步改變發射光之投射性質。如此之輔助光學裝置對於熟習本項技術者而言係為眾所周知的，假如有需要係能夠被採用。
根據本發明之照明裝置係能夠進一步包含感測器或充電裝置或相機等等。舉例而言，熟習該項技術者係熟悉於及容易取得：偵測一或多個發生(例如，移動偵測器，其係偵測一個物體或人員之移動)且其為了回應於如此之偵測，觸發一個光線照明、致動一個安全相機等等之裝置。作為一個代表性範例，一個根據本發明之一個裝置係能夠包含一個根據本發明之一個照明裝置及一個移動感測器，且係能夠被建構成使得：(1)當該光照射時，假如該移動感測器係偵測移動，則一個安全相機係被致動，以記錄於該被偵測到移動之位置處或該位置附近的視覺資料，或者(2)假如該移動感測器係偵測移動，則該光係照明以照亮接近該被偵測到移動之位置的區域，且安全相機係被致動，以記錄於該被偵測到移動之位置處或該位置附近的視覺資料。
圖4係顯示根據本發明之一個照明裝置的一個第一實施例。
參照圖4，其係顯示一種照明裝置，其係包含：一個熱分散元件11(由鋁形成)，絕緣區域12(藉由陽極處理該鋁熱分散元件之表面於原位置形成)，一個高反射表面13(藉由拋光該鋁熱分散元件之表面於原位置形成)，由銅形成之導電軌線14，由鍍銀銅(或鍍銀軟鋼)所形成之導線架15，封裝發光二極體16a、16b(下文作更詳細敘述)，一個反射錐體17(由一家日本公司Furukawa所銷售之MCPET)，及一個擴散元件18(該擴散元件18係實施一個光散射功能)。
該熱分散元件11之厚度係大約10毫米。
該反射錐體17係大約1毫米厚。
該擴散元件18係大約0.2毫米厚，且係由玻璃(或塑膠)所製成。
於圖4內之裝置係進一步包含一個絕緣元件28，其係於該些導電軌線14下方。該絕緣元件28係大約250微米厚，且係由T－LamTM (見www.ewh.ieee.org/soc/cpmt/presentations/cpmt0412.pdf)之T－pregTM 製成。
示於圖4之裝置係包含3串發光二極體發射器。
連接至第一串發光二極體發射器的係為一個電流調整器、47個紅色發光二極體16a(更詳細示於圖6)、及21個綠黃色發光二極體發射器16b(每一個包含一個藍色發光二極體及一個寬光譜發射發光體)(更詳細示於圖7)。
連接至第二串發光二極體發射器的係為一個電流調整器、0個紅色發光二極體及51個綠黃色發光二極體發射器16b(如上所述)。
連接至第三串發光二極體發射器的係為一個電流調整器、0個紅色發光二極體及51個綠黃色發光二極體發射器16b(如上所述)。
跨於每一個紅色發光二極體之電壓降係為大約2伏特。
跨於每一個藍色發光二極體之電壓降係為大約3伏特。
跨於每一個電流調整器之電壓降係為大約7伏特。
通過第一串發光二極體發射器之電流係被調整成大約20毫安培。
通過第二串發光二極體發射器之電流係被調整成大約20毫安培。
通過第三串發光二極體發射器之電流係被調整成大約20毫安培。
該擴散元件18係位於距離該熱分散元件11大約2英吋處。該擴散元件18係連接至該反射錐體17之一個上方區域。該絕緣元件28亦係連接至該反射錐體17之一個下方區域。
該熱分散元件11係作為分散熱，作為一個散熱座，且消散自該些發光二極體而來的熱。類似地，該反射錐體17係作用為一個散熱座。此外，該反射錐體17係包含脊狀物19，以加強其之反射特性。
圖5係為一個自圖4中所顯示之V－V平面取出之剖面圖(且係不以與圖4相同之比例繪製)。
如示於圖5，每一個紅色發光二極體16a係由5或6個綠黃色發光二極體發射器16b所圍繞，亦即，紅色發光二極體16a及綠黃色發光二極體發射器16b係為橫向配置之列，且係彼此實質上均勻間隔，每一列係與(縱向的)相鄰列橫向偏移橫向相鄰發光二極體之間之距離的一半，且於大部分的位置中，兩個綠黃色發光二極體發射器16b係位於每一個紅色發光二極體16a及相同列中其最接近的紅色發光二極體16a鄰近物之間，且每一列中之紅色發光二極體16a係偏移(縱向的)相鄰列中最接近的紅色發光二極體16a橫向間隔相鄰發光二極體之間之距離的1又1/2倍。
每一列中每一個相鄰發光二極體之間之間隔係大約6毫米。
圖6係為一個使用於示於圖4及5之實施例中之紅色發光二極體16a之一的剖面圖。
參照圖6，每一個紅色發光二極體16a係包含一個紅色發光二極體晶片21(自台灣Epistar而來，測量為14mil*14mil，包含磷化鋁銦鎵(AlInGaP)，且具有不小於600mcd之亮度)，一個具有一個反射表面22之導線架15，一個銅線23及一個封裝區域24。該反射表面22係由銀製成。該封裝區域24係由Hysol OS 4000製成。該些紅色發光二極體16a係接近飽和，亦即，其係具有至少85%之純度，“純度”一詞對於熟習本項技術者而言係具有一個眾所周知之意義，且用於計算純度之程序對於熟習本項技術者而言係為眾所周知。該些紅色發光二極體16a係發射具有自大約612奈米至大約625奈米之範圍內的主要波長之光。
圖7係為一個使用於示於圖4及5之實施例中之綠黃色發光二極體16b之一的剖面圖。
參照圖7，每一個綠黃色發光二極體發射器16b係包含一個藍色發光二極體晶片31(亦即，一個Cree XT發光二極體(C460XT290)晶片，其係具有自大約450奈米至大約465奈米之尖峰波長範圍，且大於24毫瓦之光學功率)，一個具有一個反射表面32之導線架15，一個銅線33及一個封裝區域34及一個廣光譜發射發光件35。該反射表面32係由銀製成。該封裝區域34係由Hysol OS 4000或GE/Toshiba Invisil 5332製成。該發光件35係包含一個由英國Phosphor Teck公司所製造於由Hysol OS 400或GE/Toshiba 5332所製成之一個結合器所分散之QM K58/F－U1 YAG：Ce所組成。該發光材料係以根據該結合器及該發光材料之總重量，自大約10至12重量百分比之範圍的量，裝載於該結合器之中。該些發光材料粒子係具有自大約1.6微米至大約8.6微米之範圍內之粒子大小，且平均粒子大小係於自大約4微米至大約5微米之範圍。該發光件35係與該晶片31間隔自大約100微米至大約750微米之範圍的距離(舉例而言，自大約500微米至大約750微米之範圍，大約750微米)。該藍色發光二極體晶片31係發射具有自大約450奈米至大約465奈米之尖峰波長範圍的光。
離開該發光件35之結合的光(亦即，包含通過該發光件之由該藍色發光二極體晶片31所發射之藍光及在由自該藍色發光二極體晶片31所發射之光所激發時由該發光材料所發射之光的混合)係對應於具有x及y色彩座標之CIE色度圖上之一個點，該x及y色彩座標係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域，該1931 CIE色度圖係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.32及0.40之x及y座標，該第二點係具有0.36及0.48之x及y座標，該第三點係具有0.43及0.45之x及y座標，該第四點係具有0.42及0.42之x及y座標，該第五點係具有0.36及0.38之x及y座標，特定之範例係包含一個具有用於2850K之0.3706及0.4370之x及y座標以及用於3400K之0.3550及0.4089之x及y座標之點。
圖8－11係顯示根據本發明之一個照明裝置之一個第二實施例。圖8係顯示根據本發明之一個照明裝置的一個第二實施例之部分剖面圖。圖9係顯示根據本發明之一個照明裝置的一個剖面圖，其中，形狀係與示於圖8之裝置略微不同，然而，下文亦可同樣被應用。
參照圖9，該照明裝置係包含一個光引擎外殼41。該裝置係進一步包含一個第一裝設晶片42、一個第二裝設晶片43及一個第三裝設晶片44(晶片44係於圖9中為不可見的)。
該光引擎外殼41係包含一個螺紋電氣連接區域46，其係能夠容置於一個Edison插座之中。
該光引擎外殼41係包含一個上殼體59及一個下殼體60。該下殼體60之內部係包含一個由MCPET(由聚對苯二甲酸乙酯所製成之泡沫片)所製成之反射錐體58(見圖8)(面向內)。
該裝置係包含一個光引擎，其係包含複數個發光二極體68，一個鎮流元件69，一個電路板70及一個熱轉移區域71。該熱轉移區域係包含具有碳化矽之色散粒子之環氧化物。每一個發光二極體68係包含一對電導接腳，其係延伸經過該電路板70，且延伸進入該熱轉移區域71。
該鎮流元件69之一個第一區域係電連接至該電氣連接區域46，且該鎮流元件69之一個第二區域係電連接至該光引擎。該鎮流元件69係包含電路，假如一個第一電壓係提供給該鎮流元件69之該第一區域，該電路係輸出一個第二電壓，且提供該第二電壓之電力給該光引擎。
該照明裝置亦包含一個光擴散器79。
該光引擎外殼之內表面係具有複數個(例如，3個)串列串發光二極體發射器。
連接至第一串發光二極體發射器的係為一個電流調整器及複數個(例如6個)綠黃色發射器。每一個綠黃色發射器係包含一個藍色發光二極體及一個發光件，該發光件係包含以鈰、鐠及/或釓摻雜的鐿鋁石榴石(YAG)。
連接至第二串發光二極體發射器的係為一個電流調整器、及一個紅色發光二極體對綠黃色發光二極體之比率，例如，0個紅色發光二極體及複數個(例如，6個)綠黃色發光二極體發射器。
連接至第三串發光二極體發射器的係為一個電流調整器、及一個紅色發光二極體對綠黃色發光二極體之不同比率，例如，複數個(例如，30個)紅色發光二極體及0個綠黃色發光二極體發射器。
該三串係電連接至一個共同的電源線，藉此其係同時被驅動。藉由使用電流調整器於每一串上，提供給每一串之電流係能夠被調整。
每一個發光二極體發射器係包含一個發光二極體晶片，其係裝設於一個由鍍銀銅所製成之反射杯之上。每一個紅色發光二極體係發射具有實質上相同的主要波長之光。
至少某些綠黃色發光二極體係每一個由紅色發光二極體發射器所包圍。
圖11係為包含一個凹部81之上殼體的立體圖，該鎮流元件(未示出)係位於該凹部81中。
於本文所敘述之該些照明裝置之任兩個或更多個結構部分係能夠被整合。於本文所敘述之該些照明裝置之任何結構部分係能夠被設置於兩個或更多個部分之內(假如有需要，其係保存在一起)。類似地，任兩個或更多個功能係能夠同時被實施，及/或任何功能係能夠以一序列步驟實施。
11．．．熱分散元件
12．．．絕緣區域
13．．．高反射表面
14．．．導電軌線
15．．．導線架
16a．．．封裝發光二極體
16b．．．封裝發光二極體
17．．．反射錐體
18．．．擴散元件
19．．．脊狀物
28．．．絕緣元件
21．．．紅色發光二極體晶片
22．．．反射表面
23．．．銅線
24．．．封裝區域
31．．．藍色發光二極體晶片
32．．．反射表面
33．．．銅線
34．．．封裝區域
35．．．發光件
41．．．光引擎外殼
42．．．第一裝設晶片
43．．．第二裝設晶片
44．．．第三裝設晶片
46．．．螺紋電氣連接區域
59．．．上殼體
60．．．下殼體
58．．．反射錐體
68．．．發光二極體
69．．．鎮流元件
70．．．電路板
71．．．熱轉移區域
79．．．光擴散器
81．．．凹部
圖1顯示1931國際照明委員會色度圖(CIE色度圖)。
圖2顯示1976色度圖。
圖3顯示1976色度圖之一放大部分，以為了詳細顯示黑體軌跡。
圖4係顯示根據本發明之一個照明裝置的一個第一實施例。
圖5係為一個自圖4中所顯示之V－V平面取出之剖面圖(且係不以與圖4相同之比例繪製)。
圖6係為一個使用於示於圖4及5之實施例中之紅色發光二極體16a之一的剖面圖。
圖7係為一個使用於示於圖4及5之實施例中之綠黃色發光二極體16b之一的剖面圖。
圖8係顯示根據本發明之一個照明裝置的一個第二實施例之部分剖面圖。
圖9係顯示根據本發明之一個照明裝置的一個剖面圖。
圖10係為第二實施例之一個前視圖。
圖11係為第二實施例之上殼體的立體圖。
11．．．熱分散元件
12．．．絕緣區域
13．．．高反射表面
14．．．導電軌線
15．．．導線架
16．．．發光二極體
17．．．反射錐體
18．．．擴散元件
19．．．脊狀物
28．．．絕緣元件

Claims (70)

  1. 一種照明裝置，其係包含至少一個發光二極體，當供應一個第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60流明(lumen)之牆壁插座效率的輸出光。
  2. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
  3. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該輸出光係具有至少500流明之亮度。
  4. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該輸出光係被感知為白色。
  5. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該輸出光係被感知為非白色。
  6. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該輸出光係具有至少90之CRI Ra。
  7. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，當供應該第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力70流明之牆壁插座效率的輸出光。
  8. 如申請專利範圍第7項之照明裝置，其中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
  9. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，當供應該第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力80流明之牆壁插座效率的輸出光。
  10. 如申請專利範圍第9項之照明裝置，其中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
  11. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該照明裝置係包含複數個發光二極體。
  12. 如申請專利範圍第11項之照明裝置，其中，該照明裝置係進一步包含複數個發光件。
  13. 如申請專利範圍第12項之照明裝置，其中，每一個發光件係在至少一個發光二極體之大約750微米之內。
  14. 如申請專利範圍第11項之照明裝置，其中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且至少一個第一群組發光二極體係直接或可切換地電連接至該電源線，該第一群組發光二極體之間及沿著該電源線上任何其他構件之間之電壓降係於一個標準插座電壓的1.3及1.5倍之間。
  15. 如申請專利範圍第14項之照明裝置，其中，該標準插座電壓係為110伏特交流電。
  16. 如申請專利範圍第14項之照明裝置，其中，該第一群組發光二極體之間及沿著該電源線上任何其他構件之間之電壓降係於該標準插座電壓的1.410及1.420倍之間。
  17. 如申請專利範圍第14項之照明裝置，其中，該第一群組發光二極體內之發光二極體係配置成沿著該電源線串接。
  18. 如申請專利範圍第14項之照明裝置，其中，該第一群組發光二極體係包含複數個發光二極體。
  19. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該照明裝置係進一步包含至少一個發光件。
  20. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，假如供 應該第一瓦特數之電力給該照明裝置時，離開該照明裝置且由發射具有於600奈米及700奈米之間之範圍之外的主要波長的光之至少一個發光二極體所發射之所有光的混合係具有x及y色彩座標，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該1931 CIE色度圖係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.32及0.40之x及y座標，該第二點係具有0.36及0.48之x及y座標，該第三點係具有0.43及0.45之x及y座標，該第四點係具有0.42及0.42之x及y座標，該第五點係具有0.36及0.38之x及y座標。
  21. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該照明裝置係進一步包含至少一個發光件，假如供應該第一瓦特數之電力給該照明裝置時，離開該照明裝置且由發射具有於600奈米及700奈米之間之範圍之外的主要波長的光之至少一個發光二極體之一所發射之所有光以及離開該照明裝置且由發射具有於600奈米及700奈米之間之範圍之外的主要波長的光之至少一個發光件之一所發射之所有光的混合係具有x及y色彩座標，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該1931 CIE色度圖係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至 一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.32及0.40之x及y座標，該第二點係具有0.36及0.48之x及y座標，該第三點係具有0.43及0.45之x及y座標，該第四點係具有0.42及0.42之x及y座標，該第五點係具有0.36及0.38之x及y座標。
  22. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該輸出光係被感知為暖白色。
  23. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，當供應一第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60到70流明之牆壁插座效率的輸出光。
  24. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，當供應一第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力70到80流明之牆壁插座效率的輸出光。
  25. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，當供應一第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力80到85流明之牆壁插座效率的輸出光。
  26. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該電力為AC電力。
  27. 一種外殼，其係包含一個包圍的空間及至少一個根據申請專利範圍第1至21項中任一項之照明裝置，其中，假如該照明裝置係發光，則該照明裝置係照明該外殼之至少一部分。
  28. 一種照明元件，其係包含一個表面及至少一個根據申請專利範圍第1至21項中任一項之照明裝置，其中，假如該照明裝置係發光，則該照明裝置係照明該表面之至少一部分。
  29. 一種照明方法，其係包含：提供一個具有一個第一瓦特數之電力的照明裝置，該照明裝置包含至少一個發光二極體，該照明裝置發射至少每瓦特電力60流明(lumen)之牆壁插座效率的輸出光。
  30. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
  31. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該輸出光係具有至少500流明之亮度。
  32. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該輸出光係被感知為白色。
  33. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該輸出光係被感知為非白色。
  34. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該輸出光係具有至少90之CRI Ra。
  35. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，當供應該第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力70流明之牆壁插座效率的輸出光。
  36. 如申請專利範圍第35項之方法，其中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
  37. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，當供應該第 一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力80流明之牆壁插座效率的輸出光。
  38. 如申請專利範圍第37項之方法，其中，該輸出光係具有至少300流明之亮度。
  39. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該照明裝置係包含含有該第一發光二極體之複數個發光二極體。
  40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中，該照明裝置係進一步包含複數個發光件。
  41. 如申請專利範圍第40項之方法，其中，每一個發光件係在至少一個發光二極體之大約750微米之內。
  42. 如申請專利範圍第39項之方法，其中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且至少一個第一群組發光二極體直接或可切換地電連接至該電源線，該第一群組發光二極體之間及沿著該電源線上任何其他構件之間之電壓降在該電力之電壓的1.3及1.5倍之間。
  43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中，該電力之電壓係為110伏特交流電。
  44. 如申請專利範圍第42項之方法，其中，該第一群組發光二極體之間及沿著該電源線上任何其他構件之間之電壓降係於該電力之電壓的1.410及1.420倍之間。
  45. 如申請專利範圍第42項之方法，其中，該第一群組發光二極體內之發光二極體係配置成沿著該電源線串接。
  46. 如申請專利範圍第42項之方法，其中，該第一群組發光二極體係包含複數個發光二極體。
  47. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該照明裝置係進一步包含至少一個發光件。
  48. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力60到70流明之牆壁插座效率的輸出光。
  49. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力70到80流明之牆壁插座效率的輸出光。
  50. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力80到85流明之牆壁插座效率的輸出光。
  51. 如申請專利範圍第29項之方法，其中，該電力為AC電力。
  52. 一種照明裝置，其包含至少一第一發光二極體，當供應一第一瓦特數之AC電力時，該照明裝置發射至少每瓦特電力60流明(lumen)之牆壁插座效率的輸出光，大量的光從該照明裝置離開，該輸出光看起來為白光。
  53. 如申請專利範圍第52項之照明裝置，其中，該照明裝置包含含有該第一發光二極體的複數個發光二極體。
  54. 如申請專利範圍第52項之照明裝置，其中，該輸出光具有至少300流明之亮度。
  55. 如申請專利範圍第52項之照明裝置，其中，該輸出光具有至少500流明之亮度。
  56. 如申請專利範圍第52項之照明裝置，其中，該輸出 光具有至少90之CRI Ra。
  57. 如申請專利範圍第52項之照明裝置，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力60到70流明之牆壁插座效率的輸出光。
  58. 如申請專利範圍第52項之照明裝置，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力70到80流明之牆壁插座效率的輸出光。
  59. 如申請專利範圍第52項之照明裝置，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力80到85流明之牆壁插座效率的輸出光。
  60. 一種照明方法，其包含提供一個具有一第一瓦特數之AC電力的照明裝置，該照明裝置包含至少一第一發光二體，該照明裝置發射至少每瓦特電力60流明(lumen)之牆壁插座效率的輸出光，大量的光從該照明裝置離開，該輸出光看起來為白光。
  61. 如申請專利範圍第60項之照明裝置，其中，該照明裝置包含含有該第一發光二極體的複數個發光二極體。
  62. 如申請專利範圍第60項之照明裝置，其中，該輸出光具有至少300流明之亮度。
  63. 如申請專利範圍第60項之照明裝置，其中，該輸出光具有至少500流明之亮度。
  64. 如申請專利範圍第60項之照明裝置，其中，該輸出光具有至少90之CRI Ra。
  65. 如申請專利範圍第60項之照明裝置，其中，該照明 裝置發射至少每瓦特電力60到70流明之牆壁插座效率的輸出光。
  66. 如申請專利範圍第60項之照明裝置，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力70到80流明之牆壁插座效率的輸出光。
  67. 如申請專利範圍第60項之照明裝置，其中，該照明裝置發射至少每瓦特電力80到85流明之牆壁插座效率的輸出光。
  68. 一種照明裝置，其包含：一串聯的第一串固態光發射器，該第一串固態光發射器包含至少兩個固態光發射器，一串聯的第二串固態光發射器，該第二串固態光發射器包含至少兩個固態光發射器，一串聯的第三串固態光發射器，該第三串固態光發射器包含至少兩個固態光發射器，當供應一第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60流明之牆壁插座效率的輸出光。
  69. 一種照明裝置，其包含：至少一第一固態光發射器，以及至少一第一熱轉移區域，該第一固態光發射器在該第一熱轉移區域上，當供應一第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60流明之牆壁插座效率的輸出光。
  70. 一種照明裝置，其包含： 至少一第一固態光發射器；至少一第一熱分散元件；以及至少一第一導電軌線，當供應一第一瓦特數之電力時，該照明裝置係發射至少每瓦特電力60流明之牆壁插座效率的輸出光。
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