照明装置和照明方法制造方法及图纸

技术编号:5488483 阅读:206 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种照明装置,包括第一、第二和第三组固态发光体、以及第一和第二组发光荧光体。从第一组发光体和第一组发光荧光体发出的光的混合具有位于坐标(0.36,0.48)、(0.43,0.45)、(0.5125,0.4866)和(0.4087,0.5896)定义的区域内的色度坐标。从第二组发光体和第二组发光荧光体发出的光的混合具有位于坐标(0.32,0.40)、(0.36,0.38)、(0.30,0.26)和(0.25,0.29)定义的区域内的色度坐标。从第一和第二组发光体、第一和第二组发光荧光体发出的光的混合具有位于坐标(0.32,0.40)、(0.36,0.48)、(0.43,0.45)、(0.42,0.42)和(0.36,0.38)定义的区域的色度坐标。从所有发光体和发光荧光体发出的光的混合位于黑体轨迹的10个麦克亚当椭圆内。本发明专利技术还涉及照明方法。

【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,涉及包括一个或多固态发光体(例如, 发光二极管)和一种或多种发光材料(如一个或多个磷光体(phosphor))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(CRIRa)来衡量颜色再现。CRIRa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,S卩,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CRIRa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CRIRa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CRIRa而明显减少(对于任何特定亮度,易辨认性 会随较低的CRIRa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(CRI Ra)、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。己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利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CRIRa)。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(2)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。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。对本领域技术人员来说,已知存在多种可用发光材料(和其中包括发光材 料的结构,这些发光材料又称为发光荧光体(lumiphor)或发光荧光媒介 (luminophoricmedia),例如在美国专利6,600,175中公开的内容,在此全文引 用以作参考)。例如,磷光体(lumiphor)就是一种发光材料,当其受到激发 光源的激发时,可发出对应光线(例如,可见光)。在多数情况中,对应光线 的波长不同于激发光的波长。发光材料的其他例子包括闪烁物质、日辉光带 (day glow tape)和在紫外线的激发下发出可见光的油墨。本申请所使用的表 述"发光荧光体",指的是任何发光元件,即任何具有发光材料的元件。发光材料可分类成下迁移(down-converting)材料,也就是将光子迁移到 较低能级(更长的波长)的材料,或上迁移材料,也就是将光子迁移到较高能 级(更短的波长)的材料。使得LED器件内包含发光材料,可通过向纯净或透明的封装材料(例如, 基于环氧树脂、硅树脂、玻璃或金属氧化物的材料)中加入前述的发光材料来 完成,例如通过混合或涂覆工艺。例如,美国专利6,963,166 (Yano '166)公开了一种传统的发光二极管灯, 其包括发光二极管芯片、用以罩着该发光二极管芯片的子弹形透明壳体、提供 电流给该发光二极管芯片的引线、以及用于将发光二极管芯片发出的光线反射 到同一方向的杯形反射器,其中采用第一树脂部件封装该发光二极管芯片,然 后用第二树脂部件进一步封装该第一树脂部件。根据Yano '166,可这样获得第一树脂部件采用树脂材料填满杯形反射器,并在将发光二极管芯片安装到 所述杯形反射器的底部上后使其凝固,然后通过金属线将该发光二极管芯片的 阴极和阳极电连接到引线。根据Yano '166,将磷光体分散在所述第一树脂部 件内,这样在受到发光二极管芯片发出的光线A激发后,磷光体可发出荧光 (光线B,光线B的波长比光线A更长)。光线A的一部分穿透包含磷光体的 第一树脂部件,最后可获得光线A和B的混合光线C,用于照明。从如上内容可知,"白光LED灯"(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、第一组发光荧光体、第二固态发光体、第二组发光荧光体发光和第三组固态发光体,其中: 如果所述第一组固态发光体中的每一个都被点亮且所述第一组发光荧光体中的每一个都被激发,所述从第一 组固态发光体和第一组发光荧光体发出的光的混合在没有任何其它的光线的情况下,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,其中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0.36,0.48,所述第二点的x,y坐标为0.43,0.45,所述第三点的x,y坐标为0.5125,0.4866,第四点的x,y坐标为0.4087,0.5896; 如果所述第二组固态发光体中的每一个都被点亮且所述第二组发光荧光体中的每一个都被激发,所述从第二组固态发光体和第二组发光荧光体发出的光的混合在没有任何其它的光线的情况下, 产生具有色度坐标x,y的第二组混合光照,该色度坐标x,y定义了1931CIE色度图上由第五线段、第六线段、第七线段和第八线段围成的区域内的点,其中所述第五线段将第五点连接至第六点,所述第六线段将第六点连接至第七点,所述第七线段将第七点连接至第八点,所述第八线段将第八点连接至第五点,所述第五点的x,y坐标为0.32,0.40,所述第六点的x,y坐标为0.36,0.38,所述第七点的x,y坐标为0.30,0.26,第八点的x,y坐标为0.25,0.29; 如果所述第一组固态 发光体和所述第二组固态发光体中的每一个都被点亮且所述第一组发光荧光体和第二组发光荧光体中的每一个都被激发,所述从第一组固态发光体、第二组固态发光体、第一组发光荧光体和第二组发光荧光体发出的光的混合在没有任何其它的光线的情况下,产生具有色度坐标x,y的第一组-第二组混合光照,该色度坐标x,y定义了1931CIE色度图上由第九线段、第十线段、第十一线段、第十二线段和第十三线段围成的区域内的点,其中所述第九线段将第九点连接至第十点,所述第十线段将第十点连接至第十一点,所述第十一线段将第十一点连接至第十二点,所述第十二线段将第十二点连接至第十三点,所述第十三线段将第十三点连接至第九点,所述第九点的x,y坐标...

【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[美国]

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