在維持色點(diǎn)和cri的同時(shí)提供增加的光通量的照明裝置制造方法
【專利摘要】照明模塊包括多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件，被配置為共同發(fā)射具有期望白點(diǎn)和大于大約90的顯色指數(shù)（CRI）的光。模塊進(jìn)一步包括至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有基本上類似于期望白點(diǎn)的白點(diǎn)的光。至少一個(gè)附加發(fā)光部件可以增加照明模塊的流明輸出而基本上不改變由多個(gè)發(fā)光部件共同發(fā)射的光的期望白點(diǎn)。
【專利說明】在維持色點(diǎn)和CRI的同時(shí)提供增加的光通量的照明裝置
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請要求2011年2月3日提交的美國臨時(shí)專利申請61/439，224的優(yōu)先權(quán)，該申請公開的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件，并且更具體地涉及包括半導(dǎo)體發(fā)光器件的照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]發(fā)光二極管和激光二極管是眾所周知的固態(tài)照明元件，當(dāng)施加足夠的電流時(shí)能夠產(chǎn)生光。發(fā)光二極管和激光二極管通?？梢苑Q為發(fā)光器件(“LED”)。發(fā)光器件通常包括在生長在襯底(例如藍(lán)寶石、硅、碳化硅、砷化鎵等)上的外延層中形成的p-n結(jié)。由LED產(chǎn)生的光的波長分布通常取決于制造P-n結(jié)的材料和構(gòu)成器件有源區(qū)的薄外延層的結(jié)構(gòu)。
[0005]典型地，LED芯片包括襯底、在襯底上形成的η型外延區(qū)和在η型外延區(qū)上形成的P型外延區(qū)(或者反之亦然)。在一些實(shí)例中，可以移除襯底和/或由另一個(gè)襯底替換。為了便于對器件施加電流，可以在器件的P型區(qū)(典型地，暴露的P型外延層)上形成陽極接觸并且可以在器件的η型區(qū)(例如襯底或者暴露的η型外延層)上形成陰極接觸。當(dāng)對歐姆接觸施加電勢時(shí)，電子可以從η型層注入到有源區(qū)中并且空穴可以從P型層注入到有源區(qū)中。有源區(qū)內(nèi)的電子和空穴的輻射復(fù)合產(chǎn)生光。一些LED芯片包括具有多個(gè)發(fā)光區(qū)的有源區(qū)或者在η型層與P型層的結(jié)之間或接近η型層與P型層的結(jié)的有源層(也稱為多量子阱結(jié)構(gòu))。
[0006]LED可以用于照明/普通照明應(yīng)用中，例如，作為傳統(tǒng)白熾燈和/或熒光燈照明的替代物。因而，通常希望提供產(chǎn)生具有較高顯色指數(shù)(CRI)的白光的照明源，以使得由光照明的物體可以顯得更自然。光源的顯色指數(shù)是對由光源產(chǎn)生的光精確照明大量顏色的能力的客觀度量。特別地，CRI是照明系統(tǒng)的顯色特性如何與黑體輻射體的那些顯色特性相比較的相對度量。CRI為100表明由照明系統(tǒng)照明的一組測試顏色的色坐標(biāo)與由黑體輻射體照射的相同測試顏色的坐標(biāo)相同。顯色指數(shù)的范圍從單色源的基本為零到白熾光源的接近100。例如，日光具有最高的CRI (100)，白熾燈泡相對接近(約95)，以及熒光燈照明精度較低(70 ?85)。
[0007]另外，特定光源的色度可以被稱為源的“色點(diǎn)”?？梢詤⒖忌葓D上的一組三色激勵(lì)值(X，Y，Ζ)和/或色坐標(biāo)(CCx，CCy)來限定色點(diǎn)。對于白色光源，色度可以被稱為源的“白點(diǎn)”。白色光源的白點(diǎn)可以沿著色度點(diǎn)的軌跡，所述色度點(diǎn)對應(yīng)于由加熱至給定溫度的黑體輻射體(在此也稱為“黑體軌跡”)發(fā)射的光的顏色。由于沿著黑體軌跡的色坐標(biāo)(即色點(diǎn))遵循普朗克方程:Ε( λ ) = Αλ _5/(eB/T-l)，因此黑體軌跡也被稱為“普朗克”軌跡，其中，E是發(fā)射強(qiáng)度，λ是發(fā)射波長，T是黑體的色溫以及A和B是常數(shù)。相應(yīng)地，白點(diǎn)可以通過光源的相關(guān)色溫(CCT)來識(shí)別，該相關(guān)色溫是加熱的黑體輻射體與白色光源的顏色或者色調(diào)相匹配的溫度。白光通常具有在大約4000開氏度(K)至8000Κ之間的CCT。CCT為4000的白光具有淡黃色。CCT為8000K的白光更帶藍(lán)色，并且可以被稱為“冷白色”?！芭咨笨梢杂糜诿枋鯟CT在2600K至3700K之間的白光，該“暖白色”更帶紅色?！爸行园住笨梢灾复鶦CT在3700k至5000k之間的白光。
[0008]可以通過用波長轉(zhuǎn)換材料(例如磷光體)包圍LED將來自單色LED的光轉(zhuǎn)換為白光。不管吸收與再發(fā)射之間的延遲以及所涉及的波長如何，術(shù)語“磷光體”可以在此處用來指代在一個(gè)波長范圍內(nèi)吸收光并且在不同波長范圍內(nèi)再發(fā)射光的任何材料。光的一小部分還可以穿過磷光體和/或以與入射光基本上相同的波長從磷光體再發(fā)射，經(jīng)歷很小的下轉(zhuǎn)換或者不經(jīng)歷下轉(zhuǎn)換。通常，磷光體吸收具有較短波長的光并且再發(fā)射具有較長波長的光。因而，由LED以第一波長發(fā)射的光的一些或者全部可以由磷光體顆粒吸收，所述磷光體顆?？梢皂憫?yīng)地以第二波長發(fā)射光。例如，可以用發(fā)射黃光的磷光體(例如摻鈰釔鋁石榴石(YAG))包圍單個(gè)發(fā)射藍(lán)光的LED，這里稱為藍(lán)移黃(BSY) LED。產(chǎn)生的光(其是藍(lán)光和黃光的組合)可以向觀察者呈現(xiàn)白色。
[0009]然而，由基于磷光體的固態(tài)照明部件(包括發(fā)射藍(lán)光的LED和發(fā)射黃光的磷光體)產(chǎn)生的光可能具有相對較低的CRI。因而，由于光的有限的光譜，由來自這種部件的光照明的物體可能不會(huì)呈現(xiàn)出具有自然色。盡管可以通過包括發(fā)射紅光的元件(例如發(fā)射紅光的LED和/或發(fā)射紅光的磷光體)提高CRI，但是可能會(huì)出現(xiàn)平衡色點(diǎn)、CRI和包括這種照明部件的照明模塊或者裝置的流明輸出的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]應(yīng)當(dāng)注意，提供本概述以便用簡化形式介紹下面在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。本概述并非旨在標(biāo)識(shí)本公開的關(guān)鍵特征或者必要特征，亦不旨在限定本公開的范圍。
[0011]根據(jù)一些實(shí)施例，照明模塊包括:多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件，被配置為提供具有第一和第二特征的共同光發(fā)射；以及至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件，被配置為在不同于所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件中相應(yīng)的各個(gè)的波長范圍的波長范圍內(nèi)提供單獨(dú)光發(fā)射。與共同光發(fā)射結(jié)合的單獨(dú)光發(fā)射限定了改變第二特征同時(shí)基本上維持第一特征的模塊的總體光發(fā)射。
[0012]在一些實(shí)施例中，第一特征可以是期望色點(diǎn)，以及第二特征可以是流明輸出或者顯色指數(shù)(CRI)。
[0013]在一些實(shí)施例中，單獨(dú)光發(fā)射可以具有基本上類似于期望色點(diǎn)的色點(diǎn)。例如，定義單獨(dú)發(fā)射的白點(diǎn)的各自色坐標(biāo)可以等于將期望色點(diǎn)一直限制到至少第三小數(shù)位的那些色坐標(biāo)。
[0014]在一些實(shí)施例中，期望色點(diǎn)可以是普朗克軌跡上的白點(diǎn)，其具有在大約2600K與大約6500K之間的相關(guān)色溫。
[0015]在一些實(shí)施例中，限定總體光發(fā)射的白點(diǎn)的各自色坐標(biāo)可以落在以期望白點(diǎn)為中心的4步MacAdam捕圓內(nèi)。
[0016]在一些實(shí)施例中，共同光發(fā)射的顯色指數(shù)(CRI)可以大于大約90。同樣,總體光發(fā)射的CRI可以小于共同光發(fā)射的CRI，但是可以大于大約90。
[0017]在一些實(shí)施例中，多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件可以包括第一和第二發(fā)光器件，被配置為分別在不同的第一和第二波長范圍內(nèi)提供光發(fā)射。附加固態(tài)發(fā)光部件可以是第三發(fā)光器件，被配置為在不同于第一和第二波長范圍的第三波長范圍內(nèi)提供單獨(dú)光發(fā)射。[0018]在一些實(shí)施例中，第一發(fā)光器件可以是藍(lán)移黃發(fā)光器件，第二發(fā)光器件可以是紅色發(fā)光器件，以及第三發(fā)光器件可以是暖白色或者中性白發(fā)光器件。例如，第三發(fā)光器件可以包括發(fā)射藍(lán)光的LED和至少一個(gè)波長轉(zhuǎn)換材料，該波長轉(zhuǎn)換材料發(fā)射具有在可見光譜的黃色至紅色部分內(nèi)的波長的光。
[0019]在一些實(shí)施例中，第三發(fā)光器件可以是中性白發(fā)光器件。中性白發(fā)光器件的單獨(dú)光發(fā)射可以限定具有在大約440納米(nm)與460nm之間的第一峰值波長以及在大約560nm與大約599nm之間的第二峰值波長的光譜分布。例如，針對中性白發(fā)光器件的光譜分布可以具有在大約445nm處的第一峰值波長，并且可以具有在大約580nm處的第二峰值波長。
[0020]在一些實(shí)施例中，第三發(fā)光器件可以是暖白色發(fā)光器件。暖白色發(fā)光器件的單獨(dú)光發(fā)射可以限定具有在大約455納米(nm)與大約465nm之間的第一峰值波長以及在大約580nm與大約620nm之間的第二峰值波長的光譜分布。例如，針對暖白色發(fā)光器件的光譜分布可以具有在大約455nm處的第一峰值波長，并且可以具有在大約605nm處的第二峰值波長。
[0021 ] 在一些實(shí)施例中，在平面視圖中，第三發(fā)光器件可以在模塊中與第二發(fā)光器件基本上對角放置。
[0022]在一些實(shí)施例中，包括在模塊中的第一發(fā)光器件與第二發(fā)光器件的比例是大約5:2或者大約5:3。包括在模塊中的第三發(fā)光器件的數(shù)量可以獨(dú)立于第一發(fā)射器件與第二發(fā)光器件的比例。
[0023]在一些實(shí)施例中，多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件和至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件可以串聯(lián)連接。
[0024]在一些實(shí)施例中，模塊可以進(jìn)一步包括控制電路。控制電路可以包括可操作用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件和至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件的恒定電流源。
[0025]根據(jù)其它實(shí)施例，照明模塊包括多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件，被配置為共同發(fā)射具有期望白點(diǎn)和大于大約90的顯色指數(shù)(CRI)的光。模塊進(jìn)一步包括至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有基本上類似于期望白點(diǎn)的白點(diǎn)的光。至少一個(gè)附加發(fā)光部件被配置為增加照明模塊的流明輸出而基本上不改變由多個(gè)發(fā)光部件共同發(fā)射的光的期望白點(diǎn)。
[0026]在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)附加發(fā)光部件可以包括一個(gè)或多個(gè)暖白色發(fā)光二極管(LED)，被配置為發(fā)射具有大約2700K至大約4000K的相關(guān)色溫(CCT)的光。多個(gè)發(fā)光部件可以包括用黃色磷光體包圍的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射藍(lán)光的LED，以及一個(gè)或多個(gè)發(fā)射紅光或者橙色光的LED。
[0027]根據(jù)更進(jìn)一步的實(shí)施例，照明裝置包括多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件，被配置為提供具有期望白點(diǎn)的共同光發(fā)射。多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件包括第一和第二固態(tài)發(fā)光部件，被配置為在不同波長范圍內(nèi)提供各自的光發(fā)射。照明裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)第三固態(tài)發(fā)光部件，被配置為在不同于第一和第二發(fā)光部件的波長范圍內(nèi)提供單獨(dú)光發(fā)射。與共同光發(fā)射結(jié)合的單獨(dú)光發(fā)射增加了照明裝置的總體流明輸出而基本上不改變期望白點(diǎn)。
[0028]根據(jù)再進(jìn)一步的實(shí)施例，照明模塊包括多個(gè)藍(lán)移黃發(fā)光器件和紅色發(fā)光器件，被配置為共同發(fā)射具有期望白點(diǎn)的光。照明模塊進(jìn)一步包括至少一個(gè)暖白色或者中性白發(fā)光器件，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有基本上類似于期望白點(diǎn)的白點(diǎn)的光以增加照明模塊的總體光輸出的光通量而基本上不改變期望白點(diǎn)。[0029]盡管以上主要針對裝置方面進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以實(shí)施為其它方法、電路和/或電子器件，并且在閱讀了附圖和詳細(xì)說明書后這種實(shí)施例對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是或者變得顯而易見。旨在將所有這些附加的方法、電路和/或電子器件，以及上述實(shí)施例的任意組合，都包括在本描述內(nèi)并且由所附權(quán)利要求保護(hù)。
[0030]附圖簡述
[0031]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的照明裝置的剖視圖。
[0032]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例供照明裝置使用的照明模塊的頂視圖。
[0033]圖3A至3C是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例供照明模塊使用的包裹的發(fā)光器件的示例的截面?zhèn)纫晥D。
[0034]圖4A和4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的照明模塊的照片。
[0035]圖5A至5E是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的發(fā)光器件和包括這種發(fā)光器件的照明模塊的光譜功率分布的曲線圖。
[0036]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的顏色合并結(jié)構(gòu)的色度圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面將參考顯示具體實(shí)施例的附圖更加全面地說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)該理解為這里所述的實(shí)施例。提供這些實(shí)施例以使得本公開將變得更加徹底和全面，并向本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面的傳達(dá)本發(fā)明的范圍。附圖描述中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但這些元件不應(yīng)該由這些術(shù)語限定。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)元件與另一個(gè)元件進(jìn)行區(qū)分。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，第一元件可以表述為第二元件，并且類似地，第二元件可以表述為第一元件。如這里所用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目的任意和所有組合。
[0039]在此所用的術(shù)語僅是為了描述特定的實(shí)施例，而并非意在限制本發(fā)明。如在本文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該/所述”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中明確指出另外情況。還將理解，本文中所使用的術(shù)語“包括”和/或“包含”指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或附加。
[0040]可以理解，當(dāng)元件被稱為與另一個(gè)元件相“連接”或“耦合”時(shí)，其可以與另一個(gè)元件直接連接或耦合，或者也可以存在插入其間的元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接耦合”至另一元件時(shí)，則不存在插入其間的元件。
[0041]除非另外進(jìn)行了限定，否則這里所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所通常理解的相同的意義。還應(yīng)理解的是，在此所使用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與其在本說明書上下文以及相關(guān)領(lǐng)域中的意義一致的意義，而不應(yīng)當(dāng)以理想化的或者過分形式化的意義來解釋，除非在本文中明確地進(jìn)行了限定。
[0042]如在這里使用的，“固態(tài)發(fā)光部件”或者“半導(dǎo)體發(fā)光器件”可以包括發(fā)光二極管(LED)和/或包括一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層(例如硅、碳化硅、氮化鎵和/或其它半導(dǎo)體材料)的其它發(fā)光器件。發(fā)光器件可以或者可以不包括襯底，例如藍(lán)寶石、硅、碳化硅、氮化鎵和/或其它微電子襯底。發(fā)光器件可以包括一個(gè)或多個(gè)接觸層(其可以包括金屬和/或其它導(dǎo)電層)。半導(dǎo)體發(fā)光器件的設(shè)計(jì)和制造對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是眾所周知的并且不需要在此詳細(xì)地描述。例如，半導(dǎo)體發(fā)光器件可以是在碳化硅襯底上制造基于氮化鎵的LED，例如由North Carolina的Durham的Cree Inc.制造并且銷售的那些器件。
[0043]此外,涂有磷光體的發(fā)光二極管,例如名稱為“Phosphor-Coated Light EmittingDiodes Including Tapered Sidewalls and Fabrication Methods Therefor，，的美國專利6,853,010中描述的那些，也可以適用于本發(fā)明的實(shí)施例?？梢栽诖耸褂眯g(shù)語“磷光體”指代在一個(gè)波長處吸收光并且以不同的波長再發(fā)射光的任何材料，而不管吸收與再發(fā)射之間的延遲和涉及的波長如何。相應(yīng)地，術(shù)語“磷光體”可以指代有時(shí)被稱為熒光和/或磷光的波長轉(zhuǎn)換材料。通常，磷光體吸收較短波長的光并且再發(fā)射較長波長的光。因而，由LED芯片以第一波長發(fā)射的激發(fā)光中的一些或全部可以由磷光體顆粒吸收，所述磷光體顆粒可響應(yīng)地以第二波長發(fā)射光。光的一小部分也可以以與入射光基本上相同的波長從磷光體再發(fā)射，經(jīng)歷很小的下轉(zhuǎn)換或者不經(jīng)歷下轉(zhuǎn)換。
[0044]同樣，在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體納米顆粒或者“量子點(diǎn)”(例如ZnS、ZnSe, CdS和CdSe)可以用作波長轉(zhuǎn)換材料。量子點(diǎn)可以提供與作為發(fā)光波長轉(zhuǎn)換材料的傳統(tǒng)磷光體相比的潛在優(yōu)點(diǎn)。例如，與發(fā)射光譜本質(zhì)上可能固定的磷光體相比，量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可以通過改變顆粒大小分布和/或表面化學(xué)來“調(diào)諧”。因此，通?？梢栽诖颂幨褂眯g(shù)語“波長轉(zhuǎn)換材料”指代包含磷光體、量子點(diǎn)和/或接收一個(gè)波長處的光并且響應(yīng)地以不同的波長再發(fā)射光的任何其它材料的任何材料或者層。
[0045]同樣，如在此使用的，波長轉(zhuǎn)換材料的“效率”可以指代材料的光子輸出(以任何波長)相對于材料的光子輸入(例如，如從LED芯片提供的)的比例。相反，封裝的LED (在此也稱為“照明部件”或“部件”)的“效能”可以指代LED的總體光輸出與LED的電功率輸入的比例(例如，單位為流明/瓦)，該比例可以被可以包括在封裝的LED中的任何波長轉(zhuǎn)換材料的效率影響。此外，當(dāng)發(fā)光部件(例如LED、LED芯片或者波長轉(zhuǎn)換材料)在此描述為參照特定顏色發(fā)射光時(shí)，可以理解，發(fā)光部件發(fā)射具有落在與所述顏色相關(guān)聯(lián)的波長范圍內(nèi)的波長的光。
[0046]根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的照明裝置可以包括與其它顏色發(fā)射器結(jié)合使用以產(chǎn)生期望色度、相關(guān)色溫(CCT)、顯色指數(shù)(CRI)、光通量(在此也稱為流明輸出，以流明表示)和/或其它特征的光的發(fā)光器件。例如，在2007年5月8日公布的名稱為“LIGHTING DEVICEAND LIGHTING METHOD”的美國專利7，213，940中描述了包括藍(lán)色激發(fā)二極管和磷光體的組合的LED器件，其公開的內(nèi)容通過引用的方式合并于此。如在其中描述的，照明器件可以包括發(fā)射具有在從大約430納米(nm)至大約480nm的范圍中(例如,在可見光譜的藍(lán)色部分中)的主波長的光的固態(tài)光發(fā)射器(即，LED芯片)，以及發(fā)射具有在從555nm至585nm的范圍中(例如，在可見光譜的黃色部分中)的主波長的光的磷光體。由于可以從許多不同波長的光的混合中感知白光，因此由藍(lán)色發(fā)射器發(fā)射的光和由黃色磷光體響應(yīng)地發(fā)射的光的組合可以產(chǎn)生向觀察者呈現(xiàn)幾乎白色的光的亞混合。這種LED在此被稱為“藍(lán)移黃(blueshifted yellow)”或者“BSY” LED。當(dāng)與具有從600nm至630nm (例如,在可見光譜的紅色部分中)的主波長的紅光結(jié)合時(shí)，該近白光可以產(chǎn)生“暖白色”光的外觀，如例如在2010年10 月 26 日公布的名稱為 “SOLID STATE LIGHTING DEVICES INCLUDING LIGHT MIXTURES”的美國專利7，821，194中所討論的，其公開的內(nèi)容通過引用的方式合并于此。[0047]本發(fā)明的一些實(shí)施例可能源自如下認(rèn)識(shí):在包括藍(lán)移黃(BSY) LED和紅色或者紅橙色(RD0)LED的照明模塊中，可以限制BSY光通量與RDO光通量的比例以獲得某些相關(guān)色溫(CCT)，尤其是在包含更少數(shù)目LED的模塊中。例如，盡管對于某些CCT可以獲得期望色點(diǎn)和CRI，但是還可以期望增加照明模塊的總體光通量或者流明輸出。然而，由于改變BSY與RDO的比例以增加流明輸出可能在期望色格(color bin)外部產(chǎn)生色點(diǎn)，所以當(dāng)在期望色格內(nèi)時(shí)達(dá)到期望流明輸出可能不容易實(shí)現(xiàn)。
[0048]考慮到這些困難，本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)一步包括發(fā)射暖白色(Wff)光或者中性白光的LED，其提供具有基本上類似于照明模塊的期望最終白點(diǎn)或總體白點(diǎn)的白點(diǎn)的光輸出。如在此使用的，“白點(diǎn)(white point)”指的是白色光源的色點(diǎn)，其可以參照顏色坐標(biāo)(CCx，CCy)和/或相關(guān)色溫(CCT)進(jìn)行表示。加入暖白色LED (其發(fā)射具有大約2600K至大約3700K的CCT的光)或者中性白LED (其發(fā)射具有大約3700K至大約5000K的CCT的光)可以提高照明模塊的總體光通量以獲得期望通量水平，同時(shí)基本上維持現(xiàn)有白點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，加入暖白色或者中性白LED可以增加總體光通量而不會(huì)顯著地降低CRI和/或同時(shí)將CRI維持在期望水平以上。
[0049]本發(fā)明的特定實(shí)施例提供了包括多個(gè)藍(lán)移黃(BSY) LED和紅橙色(RDO) LED (按照特定BSY = RDO比例以獲得期望色點(diǎn))和至少一個(gè)暖白色或者中性白LED的照明模塊或者裝置?？梢酝ㄟ^添加磷光體實(shí)現(xiàn)暖白色或者中性白LED，該磷光體發(fā)射在黃色與紅色波長范圍之間和/或包括黃色和紅色波長范圍的光至BSY LED。在一些實(shí)施例中，所有LED可以串聯(lián)連接成單個(gè)串，并且可以由控制電路提供的恒定電流來控制?？梢愿鶕?jù)期望流明輸出選擇包括在模塊中的暖白色或者中性白LED的數(shù)目/數(shù)量。同樣，(一個(gè)或多個(gè))暖白色或者中性白LED的白點(diǎn)可以對應(yīng)于照明模塊的期望白點(diǎn)。例如，在一些實(shí)施例中，暖白色照明模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)暖白色LED，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有大約2700K至大約3700K的CCT的光。同樣地，中性白照明模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)中性白LED，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有大約3700K至大約5000K的CCT的光。
[0050]通過進(jìn)一步包括與不飽和BSY LED和飽和RDO LED結(jié)合的至少一個(gè)暖白色LED，本發(fā)明的實(shí)施例可以不同于真實(shí)白色技術(shù)(其包括具有BSY和RDO LED的照明模塊)。在已經(jīng)獲得期望色點(diǎn)，但光通量低于期望規(guī)格的情況下，加入暖白色LED可以增加模塊的總體輸出通量，而基本上不改變現(xiàn)有色點(diǎn)。
[0051]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的照明裝置100?，F(xiàn)在參照圖1，裝置100包括限定燈泡形狀外殼101的中空漫射器透鏡或者燈罩105、鰭狀散熱器110和基座115。照明模塊200和控制電路220安裝在外殼101內(nèi)。照明模塊200包括固態(tài)發(fā)光部件的陣列，該固態(tài)發(fā)光部件的陣列圖示為附接至安裝板205的LED210。盡管圖示為具有圓形形狀，但是也可以提供其它形狀的安裝板205。光由LED210產(chǎn)生，LED210被布置為朝向安裝在外殼101末端處的漫射器透鏡共同發(fā)射光。LED210可以被配置為在不同波長范圍內(nèi)發(fā)射光，并且可以被選擇以使得LED210的組合光輸出為裝置100限定總體光發(fā)射，其具有期望白點(diǎn)、相關(guān)色溫(CCT )、顯色指數(shù)(CRI)和/或流明輸出。
[0052]仍然參照圖1，照明模塊200被配置為從控制電路220 (例如電耦合至LED210的LED驅(qū)動(dòng)電路)接收作為一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號的電流?？刂齐娐?20被配置為通過將驅(qū)動(dòng)電流施加至每個(gè)LED210中的各個(gè)LED芯片來運(yùn)行LED210。在一些實(shí)施例中，控制電路220可以被配置為單獨(dú)尋址LED210中的每一個(gè)。例如，控制電路220可以包括:供電電路，其被配置為響應(yīng)于控制信號而獨(dú)立地將通態(tài)驅(qū)動(dòng)電流施加至各個(gè)LED210中的每一個(gè)；以及控制系統(tǒng)，其被配置為選擇性地向供電電路提供控制信號。在其它實(shí)施例中，LED210可以串聯(lián)連接，并且控制單路220可以被配置為施加通態(tài)驅(qū)動(dòng)電流至LED210串。
[0053]照明燈具100在圖1中圖示為“燈泡”，該“燈泡”可以適合用于普通照明應(yīng)用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括具有不同形式因素的其它照明裝置。例如，根據(jù)一些實(shí)施例的照明裝置可以具有“罐”光、盤或者托盤光、汽車前燈的形狀或者任何其它合適的形式，其中LED210可以以一維、二維或者三維陣列布置。同樣地，盡管以鰭狀的形式圖示，但是可以以被配置為散播、提取和/或以其它方式除去由照明模塊200發(fā)射的熱量的任何形式實(shí)現(xiàn)散熱片110。同樣，盡管圖示為安裝在外殼101內(nèi)，但是在一些實(shí)施例中控制電路220可以或者可以不包括在照明裝置100中，例如，在向器件和/或系統(tǒng)制造商提供照明裝置100的情況下，該器件和/或系統(tǒng)制造商供應(yīng)其自身的驅(qū)動(dòng)電路以用于特定應(yīng)用和/或環(huán)境中。
[0054]圖2是更詳細(xì)地圖示圖1的照明模塊200的頂視圖或者平面視圖。如在圖2中示出的，照明模塊200包括附接至安裝板205的固態(tài)發(fā)光器件210的二維陣列。特別地，照明模塊200包括多個(gè)發(fā)光器件(LED)，所述發(fā)光器件包括第一 LED210A和第二 LED210B，它們被配置為提供不同的發(fā)射特征?？梢赃x擇第一和第二 LED210A、210B的數(shù)量和色度以使得由來自第一和第二 LED210A、210B的光的混合產(chǎn)生的組合光提供目標(biāo)色度(可以是例如白色)。
[0055]例如，第一 LED210A可以是藍(lán)移黃(BSY) LED，所述藍(lán)移黃LED包括在可見光譜的藍(lán)色部分中發(fā)射光的LED芯片和在可見光譜的黃色部分響應(yīng)地發(fā)射光的磷光體,而第二LED210B可以是紅色或者紅橙色(RDO)LED，所述紅色或者紅橙色(RDO)LED包括在可見光譜的紅色或者紅橙色部分中發(fā)射光的LED芯片(或者LED芯片和磷光體的組合)。同樣，如在圖2中示出的，以大約5:2的比例提供第一和第二 LED210A、210B。因而，第一和第二 LED210A和210B的共同發(fā)射可以提供具有期望色點(diǎn)的白光的外觀。
[0056]另外，照明模塊200進(jìn)一步包括至少一個(gè)第三LED210C，所述第三LED210C發(fā)射具有基本上類似于由第一和第二 LED210A和210B發(fā)射的組合光的色點(diǎn)的色點(diǎn)的光。例如，第三LED210C可以是暖白色(Wff)或者中性白(NW) LED，分別具有基本上類似于由第一和第二LED210A和210B的組合輸出提供的期望白點(diǎn)的白點(diǎn)。特別地，在第一和第二 LED210A、210B的共同光發(fā)射提供具有大約4000K的CCT和大約(0.38，0.37)的色坐標(biāo)的白光的情況下，第三LED210C可以被配置為同樣發(fā)射具有大約4000K的CCT和相應(yīng)的色坐標(biāo)(CCx，CCy)的光，所述色坐標(biāo)與共同光發(fā)射的那些色坐標(biāo)一直到至少第一小數(shù)位都相同和/或落在以黑體軌跡上具有大約4000K的CCT的白點(diǎn)為中心的4步MacAdam橢圓內(nèi)。加入第三LED210C可以從而增加模塊200的總體流明輸出，而基本上不改變由第一和第二 LED210A和210B發(fā)射的組合光的色點(diǎn)，即，從而使得模塊200的總體色點(diǎn)保持一直到至少第一小數(shù)位都相同和/或落在以期望白點(diǎn)為中心的4步MacAdam橢圓內(nèi)。盡管圖示為包括圖2中的模塊200中的第三LED210C中的四(4)個(gè)，但是在一些實(shí)施例中可以僅包括一個(gè)LED210C。更具體地說，包括在模塊200中的第三LED210C的數(shù)目或者數(shù)量可以被選擇以獲得期望的流明輸出，并且可以獨(dú)立于第一 LED210A與第二 LED210B的比例。[0057]在一些實(shí)施例中，可以通過在可見光譜的藍(lán)色部分中發(fā)射光的LED芯片以及響應(yīng)地發(fā)射從大約570nm至大約750nm的光以提供暖白色光的至少一個(gè)磷光體來實(shí)現(xiàn)第三LED210C。例如，第三LED210C可以包括與第一磷光體和第二磷光體結(jié)合的發(fā)射藍(lán)光的LED芯片，該第一磷光體在可見光譜的黃色部分中響應(yīng)地發(fā)射光，而該第二磷光體在可見光譜的紅色部分中響應(yīng)地發(fā)射光。
[0058]因而，模塊200包括第一 LED210A、第二 LED210B和第三LED210C，它們中的每一個(gè)被配置為提供不同的發(fā)射特征以使得由第一、第二和第三LED210A、210B、210C發(fā)射的光的組合提供用于普通照明目的的暖白色光。由模塊200提供的暖白色光還可以具有大于大約90的CRI以近似白熾燈的表現(xiàn)，從而由模塊200照明的物體可以更自然地呈現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，雖然第三LED210C的單獨(dú)發(fā)射可能降低第一和第二 LED210A、210B的共同發(fā)射的CRI，但是模塊200的總體CRI可以保持大于大約90。
[0059]控制電路220被配置為提供恒定電流源以驅(qū)動(dòng)LED210A、210B和210C。在一些實(shí)施例中，第一、第二和第三LED210A、210B、210C可以串聯(lián)連接成單個(gè)串。同樣，在一些實(shí)施例中，LED210A.210B和210C中的兩個(gè)或更多個(gè)可以分別包括具有相似正向電壓但與不同磷光體結(jié)合的發(fā)射藍(lán)光的LED芯片。由于在不同材料系統(tǒng)中形成的LED芯片可以在各種環(huán)境參數(shù)下不同地反應(yīng)和/或可以隨時(shí)間以不同速率退化，在LED210A、210B和210C中的兩個(gè)或更多個(gè)中使用相似的LED芯片可以簡化控制電路220的設(shè)計(jì)。例如，在一些實(shí)施例中，第一 LED210A可以是發(fā)射近白光的藍(lán)移黃(BSY) LED，第二 LED210B可以是發(fā)射紅色和/或橙色光的紅橙色(RDO) LED，而第三LED210C可以是發(fā)射暖白色光的藍(lán)移黃紅(BSYR)LED。在一些實(shí)施例中，可以使用與紅色磷光體和濾色器結(jié)合的藍(lán)色LED實(shí)現(xiàn)第二 LED210B以提供紅色光，如在LeToquin等人的名稱為“SINGLE-COLOR WAVELENGTH-CONVERTED LIGHTEMITTING DEVICES”、序列號為12/503，695的共同受讓的美國專利申請中描述的，其公開的全部內(nèi)容通過引用的方式合并于此。
[0060]盡管沒有圖示，但是支撐構(gòu)件可以用于提供機(jī)械保持和/或熱轉(zhuǎn)移至可以在其上安裝模塊200的表面。其它無源或者有源電子部件可以附加地安裝在PCB上并且連接以起到特定作用。這種部件可以包括例如電阻、二極管、電容器、晶體管、熱傳感器、光學(xué)傳感器、放大器、微處理器、驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字通信器件、RF或IR接收器或發(fā)射器和/或其它部件。模塊可以包括可以由一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件和/或結(jié)構(gòu)覆蓋的開口。例如，盡管沒有圖示，但是這種光學(xué)元件可以包括簡單的透射漫射器、表面壓花的全息漫射器、增亮膜(BEF)、菲涅爾透鏡、TIR或者其它開槽的片材、雙重BEF (DBEF)或者其它偏振膜、微透鏡陣列片材或者其它光學(xué)片材。還可以在一些實(shí)施例中提供反射片材、膜、涂層和/或表面。
[0061]因此，如上所述，第一 LED210A可以是BSY LED，被配置為發(fā)射近白光，以及第二LED210B可以是紅色LED，被配置為發(fā)射紅色光，從而第一和第二 LED210、210B提供共同光發(fā)射，該共同光發(fā)射產(chǎn)生具有期望色點(diǎn)的暖白色光的外觀。第三LED210C可以是暖白色或者中性白LED，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有基本上類似于第一和第二 LED210A、210B的共同發(fā)射的色點(diǎn)的白光以增加模塊200的總體流明輸出而基本上不改變由來自第一和第二LED21OA、21OB的光的混合提供的期望色點(diǎn)。
[0062]圖2中圖示的照明模塊200的LED210A、210B和210C可以各自包括封閉在封裝中的LED芯片以提供環(huán)境和/或機(jī)械保護(hù)、顏色選擇、聚焦等。LED封裝還可以包括用于將LED封裝電連接至外部電路的電引線、接觸和/或跡線。如此處描述的照明模塊200可以包括布置在安裝板205上的陣列中的多個(gè)表面安裝技術(shù)(SMT)封裝的LED，其可以是印刷電路板(PCB)，例如金屬芯 PCB (MCPCB)、標(biāo)準(zhǔn) FR-4PCB 或者撓性 PCB。LED210A、210B 和 21OC 可以
包括例如可從North Carolina的Durham的Cree Inc.購買的XLa丨np?牌封裝LED。
[0063]圖3A至3C圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例可以用于提供圖1和2的LED210的LED封裝的示例。特別地，圖3A圖示了 LED封裝10，其中LED芯片12通過焊料鍵合或者導(dǎo)電環(huán)氧樹脂安裝在反射杯13上。一個(gè)或多個(gè)引線鍵合11將LED芯片12的歐姆接觸連接至引線15A和/或15B，引線15A和/或15B可以附接至反射杯13或者與之成為一體。可以用包含波長轉(zhuǎn)換材料(例如磷光體)的密封劑材料16填充反射杯。可以將整個(gè)組件密封在透明的保護(hù)樹脂14中，該樹脂14可以鑄模成透鏡的形狀以校準(zhǔn)從LED芯片12和/或密封劑材料16中的磷光體顆粒發(fā)射的光。
[0064]仍然參照圖3A，在第一波長范圍內(nèi)由LED芯片12發(fā)射的光的至少一些(此處還稱為“初級光”)可以由磷光體接收，該磷光體可以在第二波長范圍內(nèi)響應(yīng)地發(fā)射光(此處還稱為“次級光”)。由LED芯片12發(fā)射的初級光可以由波長轉(zhuǎn)換材料部分地或者完全地吸收，從而LED封裝10的總體光輸出包括由LED芯片12發(fā)射的初級光和由波長轉(zhuǎn)換材料發(fā)射的次級光。最終包括在LED封裝10的總體光輸出中的初級光和次級光的相對量可以根據(jù)由選定的波長轉(zhuǎn)換材料吸收的初級光的量而變化。
[0065]例如，由LED芯片12發(fā)射的初級光可以在可見光譜的藍(lán)色部分(例如，大約440nm至大約470nm)內(nèi)，并且可以選擇磷光體以部分地吸收初級光并且響應(yīng)于初級光的刺激而在可見光譜的黃色部分(例如，大約570nm至大約590nm)中生成次級光以提供圖2的BSYLED210A。作為另一個(gè)示例，由LED芯片12發(fā)射的初級光可以在可見光譜的藍(lán)色部分(例如，大約440nm至大約470nm)內(nèi)，并且密封劑16可以包括第一磷光體和第二磷光體以提供圖2的BSYR LED210C，該第一磷光體被選定用以在可見光譜的黃色部分中響應(yīng)地生成次級光，該第二磷光體被選定用以在可見光譜的紅色和/或橙色部分(例如，大約585nm至大約750nm)中響應(yīng)地生成光。
[0066]在圖3B中圖示了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的另一個(gè)LED封裝20。圖3B的封裝更適用于可以產(chǎn)生更多熱量的高功率操作。在LED封裝20中，將LED芯片22安裝至載體上，例如印刷電路板(PCB)載體23上。安裝在載體23上的金屬反射器24包圍LED芯片22并且將由LED芯片22發(fā)射的光反射為遠(yuǎn)離封裝20。通常通過焊料鍵合或者環(huán)氧樹脂鍵合將金屬反射器24附接至載體23。反射器24還向LED芯片22提供機(jī)械保護(hù)。在LED芯片22上的歐姆接觸與載體23上的電跡線25A、25B之間形成一個(gè)或多個(gè)引線鍵合連接11。安裝的LED芯片22用密封劑26覆蓋，該密封劑26可以向芯片提供環(huán)境和/或機(jī)械保護(hù)，同時(shí)也充當(dāng)透鏡。密封劑26包括吸收由LED芯片22發(fā)射的光中的至少一些并且響應(yīng)地發(fā)射不同波長的光的至少一個(gè)磷光體或者其它波長轉(zhuǎn)換材料。
[0067]在圖3C中圖示了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的另一個(gè)LED封裝30。如在圖3C中示出的，LED封裝30包括安裝在載體襯底33的基臺(tái)34上的LED芯片32。載體襯底33可以包括氧化鋁襯底和/或金屬芯PCB載體襯底。附接至載體襯底33的反射器44包圍LED芯片32并且在(一個(gè)或多個(gè))LED芯片32上限定了光學(xué)腔35。密封劑材料36 (例如硅樹脂)填充光學(xué)腔35。密封劑材料36進(jìn)一步包括至少一個(gè)磷光體(或者其它波長轉(zhuǎn)換材料)，該磷光體吸收由LED芯片32發(fā)射的光中的至少一些，并且響應(yīng)地發(fā)射不同波長的光。反射器44將由LED芯片32發(fā)射的光反射為遠(yuǎn)離封裝30。反射器44還包括向上延伸的圓筒形側(cè)壁45，該圓筒形側(cè)壁45限定了可以插入透鏡38的通道。透鏡38可以通過密封劑材料36固定就位，并且當(dāng)密封劑材料36由于熱循環(huán)而膨脹和收縮時(shí)可以上下移動(dòng)。透鏡38可以包括光散射透鏡，該光散射透鏡被配置為折射由LED和波長轉(zhuǎn)換材料發(fā)射的光。在一些實(shí)施例中，光散射透鏡被配置為隨機(jī)散射發(fā)射的光。光散射可以包括透明透鏡體(其包括光散射顆粒，例如透鏡體中的Ti02、A1203、SiO2等)和/或該透鏡可以包括可以隨機(jī)散射離開透鏡38的光的粗糙外表面。
[0068]盡管上面參照圖3A至3C討論了示例LED封裝，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的實(shí)施例不限于這種封裝。
[0069]圖4A和4B是以平面視圖圖示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的4000K照明模塊的照片。特別地，模塊A (在左邊)包括BSY LED410A和RDO LED410B，其共同發(fā)射具有大約4000K的CCT和期望色點(diǎn)的白光。模塊B (在右邊)也包括BSY LED410A和RDO LED410B，并且進(jìn)一步包括NW LED410C,與模塊A的光通量相比，該NW LED410C增加了模塊B的光通量，同時(shí)維持具有基本上類似的色點(diǎn)的總體光發(fā)射。包括NW LED410C還改變了模塊B相對于模塊A的CRI。例如，由于包括了 NW LED410C，可以相對于模塊A的CRI降低模塊B的CRI。然而，模塊B的CRI可以仍然大于大約85，并且在一些實(shí)施例中甚至可以大于90。在其它實(shí)施例中，由于包括了 NW LED410C，可以相對于模塊A的CRI增加了模塊B的CRI。
[0070]如同樣在圖4B中示出的，在模塊B中NW LED410C可以與至少一個(gè)RDO LED410B對角放置，以改進(jìn)光混合。盡管圖4A和4B圖示了在模塊A、B中的BSY LED210A與RDO LED210B的比例為大約5:2，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以調(diào)節(jié)該比例以獲得期望色點(diǎn)和/或CRI。例如，在一些實(shí)施例中，可以使用大約5:3的BSY LED210A與RDO LED210B的比例。同樣，盡管圖示為在模塊B中僅包括單個(gè)NW LED410C，但是在一些實(shí)施例中可以包括額外的NW LED410。包括在模塊B中的NW LED410C的數(shù)目或者數(shù)量可以獨(dú)立于BSY LED410A與RDO LED410B的比例，但是，可以進(jìn)行選擇以獲得期望的流明輸出，同時(shí)將模塊B的CRI維持在期望值處或者在期望值以上。
[0071]在一些實(shí)施例中，BSY、RD0和NW LED410A、410B、410C可以串聯(lián)連接。還可以提供控制電路(例如圖1和2的控制電路220)以驅(qū)動(dòng)LED410A、410B、410C。將BSY、RDO和NWLED410A、410B、410C全部提供在單個(gè)的串聯(lián)連接串上可以簡化控制電路。然而，在其它實(shí)施例中，LED410A、410B、410C中的一些可以串聯(lián)連接(例如，相似顏色的LED)和/或LED410A、410B.410C中的一些可以并聯(lián)連接。
[0072]應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖4A-4B的示例采用中性白LED410C增加4000K照明模塊中的流明輸出，但是本發(fā)明的實(shí)施例可以涉及在其它色溫下輸出白光的模塊，并且因此可以采用具有不同特征的LED410C。例如，在2700K照明模塊中，LED410C可以是暖白色LED，被配置為增加模塊的流明輸出而基本上不改變色點(diǎn)。更一般地，可以根據(jù)總體照明模塊的期望光輸出選擇LED410C的白點(diǎn)和/或色溫以便增加模塊的流明輸出而基本上不改變由來自LED410A和410B的光的混合提供的色點(diǎn)。
[0073]圖5A是圖示與進(jìn)一步包括至少一個(gè)NW LED410C的照明模塊B (由分布520示出)相比的包括BSY和RDO LED410A和410B的照明模塊A (由分布510示出)的光譜功率分布中的差異的圖。使用用于圖4中示出的BSY+RDO+NW照明模塊B和BSY+RDO照明模塊A的相同電源和光學(xué)裝配獲取在圖5A中示出的數(shù)據(jù)。在模塊A和B中，LED串聯(lián)連接成單個(gè)串。由于大于大約450毫安(mA)的驅(qū)動(dòng)電流可能產(chǎn)生BSY和/或RDO LED的色移參數(shù)，因此大約440mA的恒定電流用于驅(qū)動(dòng)LED串中的每一個(gè)。如在圖5中示出的，BSY+RD0+NW照明模塊B的光輸出的波長基本上類似于BSY+RD0照明模塊A的光輸出的波長。然而，與BSY+RD0照明模塊A相比，在BSY+RD0+NW照明模塊B的整個(gè)波長范圍內(nèi)提高了通量(以瓦每納米為單位)。
[0074]特別地，由BSY+RD0照明模塊A提供的分布510中的波長峰值510b和510g可以歸因于BSY LED410A的光輸出，同時(shí)峰值510r可以歸因于RDO LED410B的光輸出。如由BSY+RD0+NW照明模塊B提供的分布520中示出的，基本上維持這些波長峰值510b、5IOg和510r (如由峰值520b、520g和520r示出的)，而在整個(gè)可見光譜內(nèi)具有增加的通量。相應(yīng)地，在圖5A中示出的數(shù)據(jù)圖示了加入NW LED410C增加了由模塊B提供的總體光發(fā)射的通量，而基本上不改變由來自BSY LED410A和RDO LED410B的光輸出的混合提供的色點(diǎn)。
[0075]圖5B是圖示根據(jù)一些實(shí)施例的BSY LED410A的光譜功率分布的圖。如在圖5B中示出的，BSY LED410A各自在可見光譜的相對較寬的部分(包括藍(lán)色波長范圍中的第一峰值530b和黃色波長范圍中的第二峰值530y)內(nèi)提供光譜分布530。更具體地說，在大約430納米(nm)與大約455nm之間提供第一峰值530b,以及在大約530nm與大約565nm之間提供第二峰值530y，從而BSY LED410A的發(fā)射提供近白光的外觀。
[0076]圖5C是圖示根據(jù)一些實(shí)施例的RDO LED410B的光譜功率分布的圖。如在圖5C中示出的，RDO LED410B各自在可見光譜的相對較窄的部分(包括紅色波長范圍中的峰值540r)內(nèi)提供光譜分布540。更具體地說,在大約610納米(nm)與大約630nm之間提供峰值540r,從而RDO LED410B的發(fā)射提供紅色或者紅橙色光的外觀。
[0077]圖5D是圖示根據(jù)一些實(shí)施例的NW LED410C的光譜功率分布的圖。如在圖中示出的，NW LED410C各自在可見光譜的相對較寬的部分(包括在藍(lán)色波長范圍中的第一峰值550b和在黃色至紅色波長范圍中的第二峰值550y)內(nèi)提供光譜分布550。更具體地說，在大約440納米(nm)與大約460nm之間提供第一峰值550b,以及在大約560nm與大約599nm之間提供第二峰值550yr，從而NWLED410C的發(fā)射提供中性白光的外觀。在圖5E中，示例BSY、RDO和NW LED的光譜功率分布530、540和550被圖示為覆蓋在相同軸線上。
[0078]圖6是圖示在顏色合并結(jié)構(gòu)中的照明模塊A和B的色點(diǎn)的色度圖。固態(tài)照明模塊(包括多個(gè)固態(tài)器件)的一個(gè)困難是LED的制造過程通常導(dǎo)致各個(gè)LED之間的變化。典型地，在基于亮度和/或色點(diǎn)對LED進(jìn)行被稱為“合并(binning)”或者分組的過程中，基于由LED發(fā)射的光的色度，出于制造的目的將LED分類到定義的格(bin)中。如這里使用的，“格”指的是色度空間的定義區(qū)域。以這種方式，每個(gè)發(fā)光器件可以由x、y坐標(biāo)來表征。具有相似x、y值的發(fā)射器可以分組或合并以一起使用，即，在單個(gè)LED封裝中安裝在一起。格可以被定義為包圍MacAdam橢圓的四邊形,該MacAdam橢圓是包圍與橢圓區(qū)域中心的坐標(biāo)不可區(qū)分(對于普通人眼)的色度坐標(biāo)的橢圓區(qū)域。因此，LED照明模塊可以利用LED的一個(gè)格，或者結(jié)合來自不同格的LED的匹配組，以獲得用于LED的組合輸出的可重復(fù)色點(diǎn)。
[0079]如在圖6示出的，由四邊形600定義了針對照明模塊的示例性目標(biāo)色度區(qū)域。四邊形 600 由包圍區(qū)域 5A3、5B4、5C1 和 5D2 的色度坐標(biāo)(0.372, 0.366)、(0.375, 0.380)、(0.388，0.390)和(0.384，0.372)定義。來自BSY+RDO照明模塊A (由點(diǎn)610示出)的總體光發(fā)射落在目標(biāo)色度區(qū)域600內(nèi)，并且具有(0.3826,0.3776)的色度坐標(biāo)。來自BSY+RDO+NW照明模塊(由點(diǎn)620示出)的總體光發(fā)射同樣落在目標(biāo)色度區(qū)域600內(nèi)，并且具有(0.3817，0.3764)的色度坐標(biāo)。因此，圖6圖示了對模塊B加入NW LED410C基本上維持了由模塊A的BSY LED410A和RDO LED410B的共同光發(fā)射提供的色度坐標(biāo)，這是因?yàn)樗鼈兏髯缘纳茸鴺?biāo)僅在第二小數(shù)位之后不同(例如，各自的X色坐標(biāo)一直到至少第二小數(shù)位都相同，并且各自的I色坐標(biāo)一直到第二小數(shù)位都相同)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在此描述為“基本上類似”或者“基本上維持”的色坐標(biāo)可以直到小于第二位小數(shù)都是相等的，并且更具體地說，可以落在以期望色點(diǎn)為中心的4步MacAdam橢圓內(nèi)。
[0080]仍然參照圖6，根據(jù)一些實(shí)施例由BSY LED發(fā)射的光的色坐標(biāo)可以落在格XA至XH內(nèi)，其邊界在圖6中表示為“X”。特別地，下面列出的色坐標(biāo)可以在圖6的色度圖上限定四邊形(未示出)，其中可以提供示例BSY LED的色坐標(biāo)。
[0081]BSY LED的色坐標(biāo)(在格XA至XH中):
[0082]
【權(quán)利要求】
1.一種照明模塊，包括: 多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件，被配置為提供具有第一特征和第二特征的共同光發(fā)射；以及 至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件，被配置為在不同于所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件的相應(yīng)固態(tài)發(fā)光部件的波長范圍的波長范圍內(nèi)提供單獨(dú)光發(fā)射， 其中與所述共同光發(fā)射結(jié)合的所述單獨(dú)光發(fā)射限定了所述模塊的總體光發(fā)射，其中所述第二特征被改變同時(shí)所述第一特征基本上被維持。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其中所述第一特征包括期望色點(diǎn)，并且其中所述第二特征包括流明輸出或者顯色指數(shù)(CRI)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊，其中所述單獨(dú)光發(fā)射具有基本上類似于所述期望色點(diǎn)的色點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊，其中所述期望色點(diǎn)包括普朗克軌跡上的白點(diǎn)，其具有在大約2600K與大約6500K之間的相關(guān)色溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊，其中限定所述總體光發(fā)射的白點(diǎn)的相應(yīng)色坐標(biāo)落在以所述期望白點(diǎn)為中心的4步MacAdam橢圓內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊，其中所述共同光發(fā)射的顯色指數(shù)(CRI)大于大約90，并且其中所述總體光發(fā)射的CRI小于所述共同光發(fā)射的CRI。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊，其中: 所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件包 括第一和第二發(fā)光器件，被配置為分別在不同的第一和第二波長范圍內(nèi)提供光發(fā)射；以及 所述附加固態(tài)發(fā)光部件包括第三發(fā)光器件，被配置為在不同于所述第一和第二波長范圍的第三波長范圍內(nèi)提供所述單獨(dú)光發(fā)射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊，其中所述第一發(fā)光器件是藍(lán)移黃發(fā)光器件，其中所述第二發(fā)光器件是紅色發(fā)光器件，并且其中所述第三發(fā)光器件是暖白色或者中性白發(fā)光器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，其中所述第三發(fā)光器件包括發(fā)射藍(lán)光的LED和發(fā)射具有在可見光譜的黃色至紅色部分內(nèi)的波長的光的至少一個(gè)波長轉(zhuǎn)換材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，其中所述第三發(fā)光器件是中性白發(fā)光器件，并且其中所述單獨(dú)光發(fā)射限定了具有在大約440納米(nm)與460nm之間的第一峰值波長和在大約560nm與大約599nm之間的第二峰值波長的光譜分布。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，其中所述第三發(fā)光器件是暖白色發(fā)光器件，并且其中所述單獨(dú)光發(fā)射限定了具有在大約445納米(nm)與460nm之間的第一峰值波長和在大約580nm與大約620nm之間的第二峰值波長的光譜分布。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，其中在平面視圖中，所述第三發(fā)光器件在所述模塊中與所述第二發(fā)光器件基本上對角放置。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，其中包括在所述模塊中的所述第一發(fā)光器件與所述第二發(fā)光器件的比例是大約5:2或者大約5:3。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模塊，其中包括在所述模塊中的所述第三發(fā)光器件的數(shù)量獨(dú)立于所述第一發(fā)射器件與所述第二發(fā)光器件的比例。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其中所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件和所述至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件串聯(lián)連接。
16.一種照明裝置，包括: 多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件，被配置為共同發(fā)射具有期望白點(diǎn)和大于大約90的顯色指數(shù)(CRI)的光；以及 至少一個(gè)附加固態(tài)發(fā)光部件，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有基本上類似于所述期望白點(diǎn)的白點(diǎn)的光。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中與由所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件共同發(fā)射的光結(jié)合的由所述附加固態(tài)發(fā)光部件單獨(dú)發(fā)射的光限定了與由所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件共同發(fā)射的光相比具有增加的流明輸出而基本上不改變所述期望白點(diǎn)的所述裝置的總體光發(fā)射。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述裝置的所述總體光發(fā)射限定了具有各自的色坐標(biāo)的白點(diǎn)，所述色坐標(biāo)落在以所述期望白點(diǎn)為中心的4步MacAdam橢圓內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述附加固態(tài)發(fā)光部件的所述白點(diǎn)具有在2600K與6500K之間的相關(guān)色溫。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述裝置的總體光發(fā)射的顯色指數(shù)(CRI)小于由所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件共同發(fā)射的光的CRI，但是大于大約90。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件包括至少一個(gè)藍(lán)移黃發(fā)光器件和至少一個(gè)紅橙色發(fā)光器件，并且其中所述附加固態(tài)發(fā)光部件包括暖白色或者中性白發(fā)光器件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述藍(lán)移黃發(fā)光器件與紅橙色發(fā)光器件的比例是大約5:2或者大約5:3。
23.一種照明裝置，包括: 多個(gè)固態(tài)發(fā)光部件，被配置為提供具有期望白點(diǎn)的共同光發(fā)射，并且包括被配置為在不同波長范圍內(nèi)提供各自的光發(fā)射的第一和第二固態(tài)發(fā)光部件；以及 至少一個(gè)第三固態(tài)發(fā)光部件，被配置為在不同于所述第一和第二發(fā)光部件的那些波長范圍的波長范圍內(nèi)提供單獨(dú)光發(fā)射，其與所述共同光發(fā)射結(jié)合以增加所述照明裝置的總體流明輸出而基本上不改變所述期望白點(diǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述單獨(dú)光發(fā)射具有基本上類似于所述期望白點(diǎn)的白點(diǎn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述期望白點(diǎn)具有在大約2600K與大約6500K之間的相關(guān)色溫。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述共同光發(fā)射具有大于大約90的顯色指數(shù)(CRI)0
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述照明裝置的CRI大于大約90，但是小于所述共同光發(fā)射的CRI。
28.—種照明模塊,包括: 多個(gè)發(fā)光器件，包括藍(lán)移黃發(fā)光器件和紅色發(fā)光器件，其被配置為共同發(fā)射具有期望白點(diǎn)的光；以及 至少一個(gè)暖白色或者中性白發(fā)光器件，被配置為單獨(dú)發(fā)射具有基本上類似于所述期望白點(diǎn)的白點(diǎn)的光，以增加所述照明模塊的總體光輸出的光通量而基本上不改變所述期望白點(diǎn)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的模塊，其中所述模塊的所述總體光輸出的顯色指數(shù)(CRI)小于由包括所述藍(lán)移黃發(fā)光器件和紅色發(fā)光器件的所述多個(gè)發(fā)光器件共同發(fā)射的光的CRI。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的模塊，其中所述藍(lán)移黃發(fā)光器件與所述紅色發(fā)光器件的比例是大約5:2或者大約5:3 ，并且其中所述模塊的所述總體光發(fā)射的CRI大于大約90。
【文檔編號】F21V9/00GK103703311SQ201280013372
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月3日
【發(fā)明者】M·C·卡什 申請人:克里公司