照明装置及照明方法制造方法及图纸

技术编号:5471837 阅读:193 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种照明装置,包括一组或多组固态发光体和一组或组发光荧光体,其发射具有(0.32,0.40)、(0.36,0.38)、(0.41,0.455)和(0.38,0.48)定义的区域内的x、y色坐标的混合光照。本发明专利技术还提供了发射具有其他特定区域内的色坐标的光的照明装置。本发明专利技术还提供了这样的照明装置,具有相应的组发射位于两个特定区域的光,并且发射的光混合产生位于上述区域的光照。本发明专利技术还提供了从这些发光体和荧光体照明的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明装置,更具体地说,涉及包括一个或多个固态发光体和一个和/ 或多个发光材料的照明装置。本专利技术还涉及照明方法。
技术介绍
在美国,每年有很大比例的(有人估计大约有25%)电量被用于照明。因此,需 要提供高能效的照明。众所周知地,白炽灯泡是非常低能效的光源——其消耗的电的大约 90%作为热量散发而不是转换成光能。荧光灯泡比白炽灯泡更为有效(乘以系数10),但是 与固态发光体相比(如发光二极管),其光效依然较低。另外,与固态发光体的正常使用寿命相比,白炽灯泡的使用寿命相对较短,也就 是,一般为750-1000小时。与其相比,发光二极管的使用寿命一般可以十年计算。与白炽 灯泡相比,荧光灯泡具有较长的使用寿命(例如,10,000-20,000小时),但是其颜色再现 (color reproduction)效果较差。一般采用显色指数(CRI Ra)来衡量颜色再现。CRI Ra是关于一个照明系统的显 色与基准辐射体在由8个基准色彩照明时的显色相差程度如何的相对测量的修正平均值, 即,它是物体在受到特定灯照射时表面色移的相对测量值。如果照明系统照射的一组测试 颜色的颜色坐标与基准辐射体照射的相同测试色的坐标相同,则CRI Ra等于100。自然光 具有较高的CRI (Ra大约为100),白炽光灯泡也具有相对接近的CRI (Ra大于95),而荧光灯 的CRI精度较低((Ra通常为70-80)。几种类型的特定照明装置的CRI Ra非常低(如汞蒸 汽或钠灯的Ra低至大约40或者甚至更低)。钠灯如用于照亮高速公路的话,司机响应时间 会因为较低的CRI Ra而明显减少(对于任何特定亮度,易辨认性会随较低的CRI Ra而降 低)。传统灯具面临的另一问题是需要定期更换照明装置(例如灯泡等)。当接近灯具 非常困难(举例来说,位于拱形天花板、桥、高大建筑、交通隧道)和/或更换费用相当高 时,这个问题变得尤为突出。传统灯具的使用寿命一般约为20年,对应的发光器件至少要 使用约44,000小时(基于20年中每天使用6小时)。一般发光器件的使用寿命非常短,这 样使得对其需要进行周期性更换。因此,由于这样或是那样的原因,一直在努力发展可使用固态发光体代替白炽灯、 荧光灯和其他发光器件并得到广泛应用的方法。另外,对于已经在使用的发光二极管(或 其他固态发光体),一直在努力改进其能率、显色指数(CRIRa)、对比度、光效(lm/W)和/或 服务周期。发光二极管是众所周知的半导体器件,其可将电流转换成光。多种发光二极管被用于不断增加的不同领域以达到更大范围的目的。更具体地说,发光二极管是在p-n节结构之间产生电势差时发光(紫外线、可见光 或红外线)的半导体器件。已经有多种制造发光二极管的方法并具有多种相关结构,并且 本专利技术可采用这些器件。例如,《半导体器件物理学》(Physics of Semiconductor Devices, 1981年第2版)的第12-14章和《现代半导体器件物理学》(Modern Semiconductor Device Physics, 1998年)的第7章中介绍了各种光子器件,包括发光二极管。已获得普遍承认并且在商业上出售(例如在电子器件商店中出售)的“LED”通常 表现为由多个部件组成的“封装”器件。这些封装器件一般包括有基于半导体的发光二极 管,例如但不限于美国专禾Ij 4,918,487,5, 631,190和5,912,477中所公开的各种发光二极 管,以及引线连接和封装该发光二极管的封装体。众所周知地,发光二极管通过激发电子穿过半导体活性(发光)层的导带 (conduction band)和价带(valence band)之间的带隙(band gap)来发光。电子跃迁产 生的光线的波长取决于带隙。因此,发光二极管发出的光线的颜色(波长)取决于发光二 极管的活性层的半导体材料。虽然发光二极管的发展以各种方式革新了整个照明工业,发光二极管的某些特征 已经显现出来并对现有技术发出挑战,但是某些特征并没有完全开发出来。例如,任何特定 发光二极管的发光光谱一般集中在单个波长(由发光二极管的组成和结构决定),这比较 适合某些应用,但是却不适合另外一些应用(举例来说,用于提供照明,这样的发光光谱提 供非常低的CRI Ra)。因为人类可感知的白光必须是两种或两种以上颜色(波长)的光线的混合,并不 可能改进单个发光二极管结点以使之发出白光。现已制造出具有由各个红、绿和蓝光二极 管形成的发光二极管像素的“白”光二极管灯。其他已生产出的“白”光二极管包括(1)生 成蓝光的发光二极管和( 受发光二极管发出的光线激发生成黄光的发光材料(举例来 说,磷光体),当蓝光和黄光混合时,可生成人类可感知的白光。另外,在本领域和其他领域均知悉,可混合原色以生成非原色的组合。一般来说, CIE 1931色度图(在1931年建立的原色国际标准)和CIE 1976色度图(类似于1931色 度图但对其进行如下更改色度图中相似的距离表示相似的颜色感知区别)提供可用于将 颜色定义成原色加权和的有用参考。本专利技术的各个方面可在1931CIE(国际照明委员会)色度图或1976CIE色度图上 表示出来。图1示出了 1931CIE色度图。图2示出了 1976CIE色度图。图3示出了 1976CIE 色度图的放大部分以更详细地显示黑体轨迹。本领域技术人员都熟悉这些图,并且这些图 都是很容易得到的(例如,可通过在因特网上检索CIE色度图获得)。CIE色度图以两个CIE参数χ和y (在1931图的例子中)或U’和V’(在1976图 的例子中)的形式绘制出了人类颜色感知。例如,对于CIE色度图的技术描述,可参见“物 理科学和技术百科全书”卷7,230-231,罗伯特等著,1987(" Encyclopedia of Physical Science and Technology",vol. 7,230-231,Robert AMeyers ed.,1987)。光谱色分布在 轮廓空间的边缘周围,其包括所有人眼可感知的所有颜色。边界线表示光谱色的最大饱和 度。如上所知,1976CIE色度图与1931CIE色度图类似,其区别在于1976色度图中相似的距 离表示相似的感知色差。在1931图中,可采用坐标来表示从图上一个点的偏移,或者为了对感知的色差的 程度给出指示,可采用麦克亚当椭圆(MacAdam ellipses)来表示从图上一个点的偏移。例 如,定义为与1931图上的特定的坐标组定义出的特定色调(hue)相距10个麦克亚当椭圆 的多个位点的轨迹,由感知为与该特定色调相差相同程度的多个色调组成(并且对于定义 为与特定色调相距其它数量的麦克亚当椭圆的位点轨迹,也是如此)。由于1976图上的相似距离表示相似的感知色差,从1976图上一点的偏移可以坐 标U,和V,的形式表示,举例来说,到该点的距离=(Au'2+Δ ν'2)172,并且由与特定色调相 距相同距离的点的轨迹定义出的色调,由分别与该特定色调具有相同程度感知差的多个色 调组成。很多书籍和出版物中详细地解释了图1-3中示出的色度坐标和CIE色度 图,如巴勒特的《荧光灯磷光体》的98-107页,宾西法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置,其特征在于,包括:  第一组固态发光体;和  第一组发光荧光体;其中:  如果所述第一组固态发光体中的每一个均被点亮且所述第一组发光荧光体中的每一个均被激发,所述第一组固体发光体发射的光和所述第一组发光荧光体发射的光在没有其它光线的情况下混合产生具有色度坐标x,y的第一组混合光照,该色度坐标x,y定义了1931CIE色度图上由第一线段、第二线段、第三线段和第四线段围成的区域内的点,所述第一线段将第一点连接至第二点,所述第二线段将第二点连接至第三点,所述第三线段将第三点连接至第四点,所述第四线段将第四点连接至第一点,所述第一点的x,y坐标为0.32,0.40,所述第二点的x,y坐标为0.36,0.38,所述第三点的x,y坐标为0.41,0.455,第四点的x,y坐标为0.36,0.48。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:安东尼保罗范德温杰拉尔德H尼格利
申请(专利权)人:科锐LED照明科技公司
类型:发明
国别省市:US

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