照明裝置和照明方法

2023-10-28 15:58:47

專利名稱：照明裝置和照明方法
技術領域：
本發明涉及照明裝置，具體地說涉及包括一個或多個發光二極體和一個 或多個發光材料(如一個或多個磷光體(phosphor))的裝置。本發明還涉及 照明方法。
背景技術：
在美國，每年發的電量的一大部分(估計高達25%)都用於照明。因此， 一直需要提供能效更高的照明方式。眾所周知，白熾光燈泡是極其低能效的光 源，它們消耗的電量的90%作為熱量而不是光散發出去。螢光燈管比白熾光燈 泡更高效(高出大約十分之一)，但與固態發光體如發光二極體相比依然很低 效。
此外，與固態發光體如發光二極體的通常使用壽命相比，白熾光燈泡具 有相對短的使用壽命，即通常大約只有750-1000小時。相比較而言，例如發 光二極體的使用壽命通常在50000到70000小時之間。螢光燈管具有比白熾光 燈泡更長的使用壽命(如10000-20000小時)，但是螢光燈管發出的光的顯色 性要差些。
顯色性通常採用顯色指數(CRIRa)來衡量。CRIRa是關於一個照明系 統的顯色與基準輻射體在由8個基準色彩照明時的顯色相差程度如何的相對 測量的修正平均值，S卩，它是物體在受到特定燈照射時表面色移的相對測量值。 如果照明系統照射的一組測試顏色的顏色坐標與基準輻射體照射的相同測試色的坐標相同，則CRIRa等於100。自然光具有較高的CRI(Ra大約為100)， 白熾光燈泡也具有相對接近的CRI (Ra大於95)，而螢光燈的CRI精度較低 ((Ra通常為70-80)。幾種類型的特定照明裝置的CRI Ra非常低(如汞蒸汽 或鈉燈的Ra低至大約40或者甚至更低)。鈉燈如用於照亮高速公路的話，司 機響應時間會因為較低的CRIRa而明顯減少(對於任何特定亮度，易辨認性 會隨較低的CRIRa而降低)。
因此，常規電燈組件面臨另一問題，那就是需要定期替換照明裝置(如 燈泡等)。在難以靠近的地方(如拱形天花、橋梁、高大建築物、交通隧道) 和/或更換成本異常高的地方，這種問題尤為明顯。常規電燈組件的使用壽命 通常大約有20年，對應於發光裝置使用至少約44， 000小時(按照每天使用 6小時計算為20年)。發光裝置的使用壽命通常短得多，因此需要定期更換。
因此，基於各種原因，人們正在努力探索用固態發光體取代廣泛應用的 白熾燈、螢光燈及其它發光裝置的方法。此外，在已使用發光二極體(或其它 固態發光體)的地方， 一直努力提供如就能效方面、顯色指數(CRIRa)、對 比度、功效(lm/W)、成本和/或使用期限而言改善的發光二極體(或其它固態 發光體)。
發光二極體是眾所周知的將電流轉換成光的半導體器件。各種發光二極 管越來越多地用於不同領域，從而擴大了其使用範圍。
更具體地說，發光二極體是當其p-n節結構上存在一定電勢差時可發光 (如紫外光、可見光、紅外光)的半導體器件。存在若干公知的方法製造發光 二極體及許多相關的結構，並且本發明可採用任何這種裝置。例如，Sze的現 代半導體裝置物理學(2d Ed.1981)中第12-14章以及Sze的現代半導體裝置 物理學(1998)的第7章描述了各類光子學裝置，其中包括發光二極體。 (Chapters 12-14 of Sze, Physics of Semiconductor裝置，(2d Ed. 1981) and Chapter 7 of Sze， Modern Semiconductor裝置Physics (1998 ))。
本文所用的表達"發光二極體"指基本的半導體二極體結構(即晶片)。通 常知道的並且可購得的例如在電子產品商店所售的"LED"通常表現為由若干 部件組成的"封裝"裝置。這些封裝裝置通常包括如(但不限於)申請號為
134918487、 5631190和5912477的美國專利中所描述的基於半導體的發光二極 管、各種有線連接和封裝發光二極體的封裝件。
眾所周知，發光二極體通過激發電子穿過半導體有源(發光)層的導帶 和價帶之間的帶隙而產生光。電子遷移產生具有取決於帶隙的波長的光。因此， 發光二極體發出光的顏色(波長)取決於發光二極體有源層的半導體材料。
雖然發光二極體的發展在許多方面革新了照明產業，但是發光二極體的 一些特徵依然面臨挑戰性，而另一些特^E迄今還未完全開發出來。例如，任何 特定發光二極體的放射光譜通常集中在單波長附近(其取決於如發光二極體的 組成和結構)，這在一些應用中是理想的，但在另一些應用中是不理想的(如 針對照明方面，這種發光光譜具有更低的CRIRa)。
因為感知為白色的光必定是兩種或多種顏色(或波長)的光的混合，因 此還未研製出可產生白光的發光二極體結。已生產了"白"LED燈，其具有分別 由紅、綠和藍發光二極體形成的發光二極體像素/簇。其他已生產的"白"LED 包括(1)產生藍光的發光二極體和(2)發光材料(如磷光體)，其在發光二 極管發出的光的激勵下發出黃光，由此藍光和黃光混合後可感知為白光的光。 此外，原色混合得到非原色的混合原理。通常是本領域及其他領域技術人 員所公知的。通常，參考1931年的CIE色度圖(1931年確定的原色國際標準) 和1976年的CIE色度圖(與1931年的圖類似，但修改成圖上類似距離表示 相似的顏色感知區別)來將顏色定義為原色的加權和。
因此，發光二極體可單獨使用或任何組合使用，也可以與一個或多個發 光材料(如磷光體或閃爍體(scintillator))和/或濾光器一起使用，來產生任何 想要的顏色的光(包括白色)。因此為替代現有帶有發光二極體光源的光源所 作出的努力的方面如以改善能效、CRIRa、光效(ImAV)和/或使用期限不限 於任何特定顏色或混合光的顏色。
各種發光材料(也稱作螢光體(lumiphor)或螢光媒介(luminophoric media),如專利號6600175的美國專利所公開的，其全部內容通過引用結合於 此)是本領域技術人員眾所周知並且可得的。例如，磷光體是一種在由輻射源 激發下發出響應輻射(如可見光)的發光材料。在多數情況下，響應輻射的波長與激發光源的波長不同。發光材料的其他例子包括閃爍體、日輝光帶以及在 紫外光照射下發出可見光的油墨。
發光材料可分類為下遷移(down-converting)材料和上遷移材料，即將光 子遷移到更低能量級(更長波長)的材料和將光子遷移到更高能量級(更短波 長)的材料。
包括在LED裝置中的發光材料通過把發光材料增加到如上所述的清澈的 或透明的封裝材料(如，基於環氧樹脂、基於矽樹脂、基於玻璃的材料、基於 金屬氧化物等)中，例如通過混合或塗層工藝。
例如，美國專利6963166 (Yano'166)公開了一種常規的發光二極體燈， 其包括發光二極體晶片，用以覆蓋發光二極體晶片的子彈形透明外殼，將電源 電流引入到發光二極體二極體晶片中，以及杯狀反射體，用以在一致的方向上 反射發光二極體晶片的發射光，其中採用第一樹脂部分封裝發光二極體晶片， 接著採用第二樹脂部分進行封裝。根據Yano'166，所述第一樹脂部分是通過 用樹脂材料填充反光杯，接著將發光二極體晶片安裝反光杯的底部之上，再將 發光二極體的陰極和陽極用電線與所述導線進行電連接並固化得到的。根據 Yano'166，磷光體分散在第一樹脂部分中，以便用發光二極體晶片發出的光A 激發，被激發的磷光體產生螢光("光B")，其波長比光A要長， 一部分光A 通過包括磷光體的第一樹脂部分，因而成為光A和光B的混合光C，其用作 照明。
如上所述，已研究將"白色LED燈"(即感知為白色或接近白色的燈)作 為白色的白熾燈的可能替代品。白LED燈的代表性示例包括藍發光二極體芯 片的封裝件，其可由塗覆有磷光體的銦鎵氮(InGaN)或鎵氮(GaN)製成， 比如釔鋁石榴石。在這種LED燈中，藍發光二極體晶片發出波長約為450nm 的光，而磷光體在接收該發射時產生具有波長峰值約為550nm的黃色螢光。 例如，在一些設計中，發白光二極體燈是通過在發藍光半導體的發光二極體的 輸出表面上形成陶瓷磷光體層而製造的。發光二極體晶片發出的部份藍光通過 磷光體射出，而從發光二極體晶片發出的一部分藍光由磷光體吸收，受激發並 發出黃光。發光二極體發出的經由磷光體傳送的一部分藍光與磷光體發出的黃光混合。觀察者便可將藍光和黃光的混合光感知為白光。另一種類型採用可與 磷光體材料結合起來的藍色或紫色發光二極體晶片以產生紅光或橙光線以及 綠光或淡黃綠光線。在這種燈中，發光二極體晶片發出的部分藍光或紫光激發 磷光體，使得該磷光體發出紅光或橙光線以及綠光或淡黃綠光線。這些光線與 藍光或紫光線結合可產生白光。
進一步如上所述，在另一類LED燈中，發出紫外光的發光二極體晶片與 產生紅(R)、綠(G)和藍(B)光的磷光體材料相結合。在這種LED燈中， 從發光二極體晶片發出的紫外光激發磷光體，使得磷光體發出紅、綠和藍光， 它們在混合後，用人眼可感知為白光。因而，可得到作為這些光線的混合光的 白光。 .
現在已有各種各樣的設計，它們是將現有LED元件封裝和其他電子器件 組裝到電燈組件中。在這種設計中，將封裝的LED安裝到電路板上，或直接 安裝到散熱片上，該電路板安裝到散熱片上，散熱片連同所需的驅動電子元器 件一起安裝到燈具外殼中。許多情況下，還需要附加光學器件(僅次於封裝部 件)。
在用於替代其他光源如白熾燈泡的發光二極體中，封裝的LED己用於常 規的燈具，空心稜鏡和與所述空心稜鏡相連的基板，該基板具有傳統的插座外 殼其帶有一個或多個電耦合到功率的觸頭。例如，LED燈泡可這樣構建其 包括電路板，安裝在電路板上的多個LED封裝件，和與所述電路板相連並適 合與燈具的插座外殼相連的連接柱，由此所述多個LED可由電源點亮。使用 具有更高能效、改善的顯色指數(CRI Ra)、改善的光效(lm/W)、更低的成 本和/或具有更長的使用壽命的固態發光體(例如發光二極體)以在多種應用 中提供白光的需要日漸增長。

發明內容
對於結合了白光固態燈(例如具有可接受的色溫和良好的顯色指數、廣 闊的色域和簡單的控制電路的LED燈)的效率和較長的使用壽命(即避免使 用相對低效的光源)的高效白光源的需要日漸增長。
16如於2006年4月20日提交的、申請號為60/793524、題為"照明裝置和 照明方法"(發明人AntonyPaulvandeVen和GeraldH.Negley)的美國專利申 請(其全部內容通過引用結合於此)中所述，發現如果按以下方式選擇固態發 光體(如LED)和螢光體可獲得特別高的CRIRa， S卩如果各個固態發光體 被點亮且各個螢光體受到激發的話，在沒有任何其他光的情況下，從固態發光 體和該螢光體發出光的混光將產生具有x，y顏色坐標的混合照射。該坐標定義 了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線 段圍成的區域內的點，其中，第一線段將第一點連接至第二點，第二線段將第 二點連接至第三點，第三線段將第三點連接至第四點，第四線段連接將第四點 連接至第五點，而第五線段將第五點連接至第一點，第一點的x,y坐標為 0.32,0.40，第二點的x,y坐標為0.36,0.48，第三點的x，y坐標為0.43,0.45，第 四點的x,y坐標為0.42,0.42，且第五點的x，y坐標為0.36,0.38。
此外我們發現，通常螢光體中含有的磷光體顆粒越大，製造越困難；但 其產生的反射光越少(因而產生的首過光提取(firstpass light extraction)更高)。 我們相信
(1) 含有顆粒大小範圍從3微米到7微米的磷光體顆粒的螢光體，而在 某些情況下，其中至少有50%比重(某些情況75%比重，在某些情況下90% 比重)的磷光體顆粒的顆粒大小範圍從約3微米到約7微米；
(2) 含有顆粒大小範圍從5微米到15微米的磷光體顆粒的螢光體，而 在某些情況下，其中至少有50%比重(某些情況75%比重，在某些情況下90% 比重)的磷光體顆粒的顆粒大小範圍從大約5微米到大約15微米；
(3) 含有顆粒大小範圍從10微米到20微米的磷光體顆粒的螢光體，而 在某些情況下，其中至少有50%比重(某些情況75%比重，在某些情況下90% 比重)的磷光體顆粒的顆粒大小範圍從大約10微米到大約20微米；
(4) 含有顆粒大小範圍從15微米到25微米的磷光體顆粒的螢光體，而 在某些情況下，其中至少有50%比重(某些情況75%比重，在某些情況下90% 比重)的磷光體顆粒的顆粒大小範圍從大約15微米到大約25微米；
(5) 含有平均顆粒大小約為5微米的磷光體顆粒的螢光體；(6) 含有平均顆粒大小約為IO微米的磷光體顆粒的螢光體；
(7) 含有平均顆粒大小約為15微米的磷光體顆粒的螢光體；以及
(8) 含有平均顆粒大小約為20微米的磷光體顆粒的螢光體， 這些螢光體均可在製造簡便和反光最小化之間提供較好的平衡，並且它
們均可提供在不同情形下特別有用的照明裝置。
因此，在本發明的一些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並
且這種磷光體顆粒中至少一些(某些情況至少為50%比重，在某些情況下至少 為75%比重，並且在某些情況下至少為90%比重)的顆粒大小範圍從約3微 米至約7微米。
在本發明的一些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並且這些 磷光體顆粒中的至少一些(某些情況至少為50%比重，在某些情況下至少為 75%比重，並且在某些情況下至少為90%比重)的顆粒大小範圍從約5微米至 約15微米。
在本發明的一些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並且這些 磷光體顆粒中至少一些(某些情況至少為50%比重，在某些情況下至少為75% 比重，並且在某些情況下至少為90%比重)的顆粒大小範圍從約10微米至約 20微米。
在本發明的一些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並且這些 磷光體顆粒中至少一些(某些情況至少為50%比重，在某些情況下至少為75% 比重，並且在某些情況下至少為90%比重)的顆粒大小範圍從約15微米至約 25微米。
在本發明的.--些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並且這些 磷光體顆粒的平均顆粒大小約為5微米。
在本發明的-"些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並且這些 磷光體顆粒的平均顆粒大小約為IO微米。
在本發明的一些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並且這些 磷光體顆粒的平均顆粒大小約為15微米。在本發明的一些實施例中，至少一個螢光體包括磷光體顆粒，並且這些 磷光體顆粒的平均顆粒大小約為20微米。
在本發明的一些實施例中，照明裝置發出光效為每電力瓦特至少60流明
(在一些實施例中為至少70流明/瓦，而在一些實施例中，為至少80流明/瓦) 的輸出光。
本發明還主要涉及於2006年4月20日提交的申請號為60/793524的美國 專利申請中的任何一個實施例、於2005年12月21日提交的申請號為 60/752555的美國專利申請中的任何一個實施例、於2006年4月20日提交的 申請號為60/793518的美國專利申請中的任何一個實施例、於2006年11月7 日提交的申請號為60/857305的美國專利申請中的任何一個實施例、於2007 年5月8日公布的申請號為7213940的美國專利申請中的任何一個實施例、於 2006年12月1日提交的申請號為60/868134的美國專利申請中的任何一個實 施例、於2006年12月7日提交的申請號為60/868986的美國專利申請中的任 何一個實施例，其中至少一個螢光體顆粒大小在如上所述的範圍內。
此外，還意外地發現通過將如上所述的光與發光二極體發出的主波長在 600 nm到630 nm的範圍內的光組合可得到極高的CRI Ra。
發光二極體可以是飽和的或者是不飽和的。如這裡所用的術語"飽和"意 指純度為至少85%，術語"純度"的含義對於本領域的技術人員而言是熟知的， 並且計算純度的過程也是本領域的技術人員熟知 的。
與本發明相關的各個方面可在1931 CIE (Commission International de I'Eclairage)色度圖或1976 CIE色度圖上有所體現。圖1顯示了 1931 CIE色 度圖。圖2顯示了 1976色度圖。圖3顯示了 1976色度圖的放大部分以便詳細 顯示出黑體軌跡。本領域的技術人員熟悉這些圖，並且這些圖也容易獲得(如 通過在網際網路上搜索"CIE色度圖"便可獲得)。
CIE色度圖繪出了根據兩個CIE參數x和y (在1931圖中)或u，和v，(在 1976圖中)的人對顏色的感知。有關CIE色度圖的技術性描述可參見例如"自 然科學與技術百科全書"(vol.7230-231 (Robert A Meyers ed.， 1987))。光譜色 分布在畫出輪廓的邊緣周圍，其包括人眼可看到的所有色彩。邊界線代表光譜色的最大飽和度。如上所述，1976 CIE色度圖與1931圖類似，不同之處在於 1976圖已經過修改使得這種圖上的類似距離表示顏色上的類似感知色差。
在1931圖中，可以根據坐標來表示與圖上一點的偏移，或者為了對感知 的色差的程度給出指示，也可採用麥克亞當橢圓(MacAdam ellipses)來表示 與圖上一點的偏移。例如，定義為與1931圖上的特定的坐標組定義出的特定 色調(hue)相距IO個麥克亞當橢圓的多個位點的軌跡，由感知為與該特定色 調相差相同程度的多個色調組成(並且對於定義為與特定色調相距其它數量的 麥克亞當橢圓的位點軌跡，也是如此)。
由於1976圖上的相似距離表示相似的感知色差，因此可以根據坐標u'和 v，，如與該點的距離=(Au，2+Av，2) 1/2，來表示與1976圖上一點的偏移，並且 由與特定色調相距相同距離的點的軌跡定義出的色調，由分別與該特定色調具 有相同程度感知差的多個色調組成。
如圖1-3所示的色度坐標和CIE色度圖在大量書籍以及其他出版物中有 詳細的說明，如巴勒特的《螢光燈磷光體》的98-107頁，賓夕法尼亞州大學 出版社，1980 (K. H. Butler, "Fluorescent Lamp Phosphors", The Pennsylvania State University Press 1980)，布勒斯等的《發光材料》的109-110頁，施普林 格，1994 (G. Blasse et al., "Luminescent Materials", Springer-Verlag 1994)，在此 全文引用以作參考。
沿黑體軌跡的色度坐標(即色點)遵循普朗克(Planck)公式E a) =A^5/ (e(B/T)-l)，其中E是發射強度，X是發射波長，T是黑體的顏色溫度，而A 和B是常量。位於黑體軌跡上或其附近的色度坐標會給人體觀察者產生令人 舒適的白光。1976CIE圖包括沿黑體軌跡的溫度列表。這些溫度列表示出了引 起該溫度上升的黑體輻射源的色彩軌跡。當受熱物體開始遇熱發出白熾光時， 它首先變為略帶紅色然後略帶黃色，然後變白，並且最後變為帶藍綠色的。這 是因為與黑體輻射體的輻射峰值有關的波長隨溫度升高而逐漸變短導致的，符 合維恩位移定理(Wien Displacement Law)。因此在黑體軌跡上或其附近產生 光的發光體可根據其色溫來描述。
進一步如1976CIE圖所示，符號A、 B、 C、 D和E分別代表對應地標識
20為發光體A、 B、 C、 D和E的幾個標準發光體發出的光線。
CRI Ra是照明系統的顯色與黑體輻射體的顯色相差程度的相對測量。如果 由照明系統照射的一組測試顏色的顏色與由黑體輻射體照射的相同的測試 顏色的坐標相同，貝U CRIRa等於IOO。
參照以下附圖以及以下對本發明的詳細描述可以更全面地理解本發明。


圖1顯示了 1931CIE色度圖; 圖2顯示了 1976色度圖3顯示了 1976色度圖的放大部分以便詳細顯示出黑體軌跡；
圖4是根據本發明的照明裝置的代表性示例的示意圖5描述了可用於根據本發明的裝置的封裝的LED的代表性示例。
具體實施例方式
下面將參照附圖更全面地描述本發明，附圖中顯示了本發明的實施例。 然而，本發明不應當解釋為受這裡所闡述的實施例的限制。相反，提供這些實 施例目的是使木公開透徹和完整，並且對於本領域的技術人員而言這些實施例 將會更完整地表達出本發明的範圍。通篇相同的標號表示相同的單元。如這裡 所述的術語"和/或"包括任何和所有一個或多個列出的相關項的組合。
這裡所用的術語僅是為了描述特定實施例，而不用於限制本發明。如所 用到的單數形式"一個"，除非文中明確指出其還用於包括複數形式。還將明白 術語"包括"和/或"包含"在用於本說明吋描述存在所述的特徵、整數、步驟、操 作、單元和/或元件，但不排除還存在或附加一個或多個其他特徵、整數、步 驟、操作、單元、元件和/或其組合。
當一個單元如層、區域或襯底在這裡表述為"位於另一單元之上"或"延伸 到另一單元之上"時，它也可直接位於另一單元之上或直接延伸到另一單元之 上，或者也可出現居間單元(intervening element)。相反，當一個單元在這裡表述為"直接位於另一單元之上"或"直接延伸到另一單元之上"時，則表示沒有 居間單元。此外，當一個單元在這裡表述為"連接"或"耦合"到另一單元時，它 也可直接連接或耦合到另一單元，或者也可出現居間單元。相反，當一個單元 在這裡表述為"直接連接"或"直接耦合"到另一單元時，則表示沒有居間單元。
表述"相關色溫(correlated coor temperature)",顧名思義用於指具有明 確定義(即可由本領域的技術人員易於準確確定)的顏色最接近的黑體的溫度。
表述"直接或可切換地電連接"意指"直接電連接"或"可切換地電連接"。
這裡陳述裝置中的兩個元件"直接電連接"表明在這兩個元件之間沒有電 氣上的其他元件，這種元件的插入在本質上會影響所述裝置提供的功能。例如， 雖然兩個元件之間可能存在很小的電阻，但其在本質上不影響裝置提供的功能 (實際上，連接兩個元件的線可看作是電阻)，因此它們可看作是電連接的； 同樣，兩個元件之間可能具有使該裝置完成附加功能但又不會實質上影響裝置 提供的功能的附加電子元件，所述裝置與不包括附加元件以外的裝置相同，因 此它們可看作是電連接的；同樣，直接彼此相連接或直接連接到電路板或其他 介質上的電線或跡線的相對端的兩個元件是電連接的。
這裡陳述裝置中的兩個元件"可切換地電連接"表明在這兩個元件之間設 有開關，此開關選擇性地閉合或打開，其中如果開關閉合，則這兩個元件直接 電連接，而如果開關打開(即在此開關打開的任何時間裡)，則這兩個元件不 電連接。
如這裡所用的表述"點亮"(或"被點亮")在指固態發光體時，表明提供給 該固態發光體的至少一部分電流使它發出至少一部分光。表達"被點亮"包括以 下情形當固態發光體連續發光或以一定速率間斷髮光使得人眼將其感知為連 續發光；或者當相同顏色或不同顏色的多個固態發光體間斷和/或交替發光(時 間上有重疊或沒有重疊with or without overlap in "on" times)發光使得人眼將 它們感知為連續發光(以及在發出不同顏色的情況下將它們感知為那些顏色的 混合)。
這裡所用的表述"受到激發"在指螢光體時含義是至少一些電磁輻射(如 可見光、紫外(UV)光或紅外光)正在與該螢光體反應，使得該螢光體發出至少一些光。表述"受到激發"包含以下情形螢光體連續發光或以一定速率間 斷髮光使得人眼將其感知為連續發光，或相同顏色或不同顏色的多個螢光體間
斷和/或交替(時間上有重疊或沒有重疊with or without overlap in "on" times)
發光使得人眼將它們感知為連續發光(以及在發出不同顏色的情況下將它們感
知為那些顏色的混合)。
這裡所用的表述"照明裝置"除了它要能發光之外不具有任何限制性。即 照明裝置可以是照射一定面積或容積(如房間、遊泳池、倉庫、指示器、路面、 車輛、路面標記、廣告牌、大船、小艇、航行器、運動場、樹、窗戶、院子等) 的裝置、指示器燈、或照射圍柵的一個裝置或一排裝置，或用於邊緣照明或背 面照明的裝置(如背光廣告、標誌、LCD顯示)或任何其他發光裝置。
雖然術語"第一"、"第二"等這裡可用來描述各種單元、元件、區域、層、 部分和/或參數，但是這些單元、元件、區域、層、部分和/或參數不應當由這 些術語來限制。這些術語僅用於將一個單元、元件、區域、層或部分與另-一個 區域、層或部分區分開。因此，在不背離本發明的示教情況下，以下討論的第 一單元、元件、區域、層或部分可稱為第二單元、元件、區域、層或部分。
此外，相對術語(relative term)如"下"或"底"以及"上"或"頂"這裡可用來 描述如圖所示一個單元與另一單元的關係。除了圖中所示的裝置的那些朝向之 外，這些相對術語還用亍包含其他不同的朝向。例如，如果圖中所示的裝置翻 轉過來，則描述為在其他單元"下"側上的單元方向變為在其他單元的"上"側。 因此根據附圖的特定朝向示範性術語"下"可包含"上"和"下"兩個朝向。同樣， 如果附圖之一的裝置翻轉過來，則描述為在"在其他單元之下"或"在其他單元 下面"的單元的方向變為"在其他單元之上"。因此示範性術語"在...下"可包含 上面和下面兩個朝向。
這裡參照截面圖(和/或平面圖)來描述根據本發明的實施例，這些截面 圖是本發明的理想實施例的示意圖。同樣，可以預料到由例如製造技術和/或 公差導致的示意圖的形狀上的變化。因此，本發明的實施例不應當視為受這裡 所示的區域的特定形狀的限制，而是應當視為包括由例如製造引起的形狀方面 的偏差。例如，顯示為或描述為矩形的模塑區域(moldedregion) —般還具有圓形的或曲線的特徵。因此，圖中所示的區域實質上是示意性的，它們的形狀 不用於說明裝置的某區域的準確形狀，並且也不用於限制本發明的範圍。
除非另有定義，這裡所用的所有術語(包括科學技術術語)的含義與本 發明所屬領域的普通技術人員普遍理解的含義相同。還應進一步明白，如常規 使用的詞典裡定義的那些術語將解釋為其含義與它們在相關領域以及本發明 的上下文環境中的含義相一致，除非本文明確定義外不會從理想或過度形式化
(formal sense)的層面上理解，。本領域的技術人員還應理解，參照"鄰近 (adjacent)"另一特徵分布的結構或特徵可具有與該鄰近的特徵重疊或在其之 下的部分。
在根據本發明的裝置中所用的這個固態發光體(或多個固態發光體)以 及在根據本發明的裝置中所用的這個螢光體(或多個螢光體)可從本領域的技 術人員熟知的任何固態發光體和螢光體中選擇。各種固態發光體均是公知的。 例如， 一類固態發光體是發光二極體。
各種各樣的發光二極體以及螢光體均是容易得到且是本領域的技術人員 所熟知的，並且它們中的任何一個均可被利用(如用於600nm至630nm的發 光二極體的AlInGaP)。
這些發光二極體的類型的例子包括有機和無機發光二極體，每種均是本 領域所熟知的。
適用於本發明的LED的代表性示例在以下文獻中有所描述
(1) 於2005年12月22日提交的、申請號為60/753138、題為"照明裝 置"(發明人Gerald H. Negley;代理備審案號931—003 PRO)的美國專利申 請，其全部內容通過引用結合於此，以及於2006年12月21日提交的、申請 號為11/614180的美國專利申請；
(2) 於2006年4月24日提交的、申請號為60/794379、題為"通過空間 上分離螢光粉薄膜來移動LED中的光譜內容(spectral content)"(發明人 Gerald H. Negley和Antony Paul van de Ven;代理備審案號931—006 PRO)的 美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此，以及於2007年1月19日提交 的、申請號為11/624811的美國專利申請;(3) 於2006年5月26日提交的、申請號60/808702、題為"照明裝置" (發明人Gerald H. Negley和Antony Paul van de Ven;代理備審案號931—009
PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此，以及於2007年5月 22日提交的、申請號為11/751982的美國專利申請；
(4) 於2006年5月26日提交的、申請號60/808925、題為"固態發光裝 置及其製造方法"(發明人Gerald H. Negley禾卩Neal Hunter;代理備審案號 931—010 PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此，以及於2007 年5月24日提交的、申請號為11/753103的美國專利申請；
(5) 於2006年5月23日提交的、申請號60/802697、題為"照明裝置及 其製造方法"(發明人Gerald H. Negley;代理備審案號931—Oil PRO)的美 國專利申請，其全部內容通過引用結合於此，以及於2007年5月22日提交的、 申請號為11/751990的美國專利申請；
(6) 於2006年8月23日提交的、申請號60/839453、題為"照明裝置及 照明方法"(發明人Antony Paul van de Ven和Gerald H. Negley;代理備審案 號931—034PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此；
(7) 於2006年11月7日提交的、申請號60/857305、題為"照明裝置及 照明方法"(發明人Antony Paul van de Ven和Gerald H. Negley;代理備審案 號931—027PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此；
(8) 於2006年10月12日提交的、申請號60/851230、題為"照明裝置 及其製造方法"(發明人Gerald H. Negley;代理備審案號931—041 PRO)的 美國專利中請，其全部內容通過引用結合於此；
所述一個或多個螢光材料可以是任何需要的螢光材料。所述一個或多個 螢光材料可以是向下遷移或向上遷移的，或者可包括這兩種類型的組合。例 如，所述- -個或多個螢光材料可從磷光體、閃爍體、日輝光帶、在用紫外光照 射時發出位於可見光譜內的光的油墨等中選擇。
所述一個或多個螢光材料可以任何需要的形式提供。例如，螢光單元可 嵌入到樹脂(即聚合物基質(polymeric matrix))中，如矽材料、環氧樹脂材 料、玻璃材料或金屬氧化物材料。
25所述一個或多個螢光體可為任何單獨的螢光體，如上所述它們的各種類 型均是本領域的技術人員已知的。例如， 一個或多個螢光體均可包括一個或多 個磷光體(或主要由它們構成，或由它們構成)。如果需要的話，所述一個或 多個螢光體各自還可包括一個或多個高度透射(如透明或大致透明或稍稍漫 射)的粘合劑(或主要由它們構成，或由它們構成)，如由環氧樹脂、矽樹脂、 玻璃、金屬氧化物或任何其他適合的材料組成(例如，任何給定的螢光體包括 一個或多個粘合劑， 一個或多個磷光體可分散在一個或多個粘合劑內)。例如， 通常螢光體越厚，磷光體的百分比重可能越低。磷光體的百分比重的代表性示
例包括從約3.3%比重到約4.7%比重，如上所述雖然取決螢光體整體厚度，但 磷光體的百分比重一般可以為任何值，如從0.1%比重到100%比重(如對純淨 磷光體進行熱等靜壓處理而形成的螢光體)。在一些情形下，百分比重為大約 20%比重是有利的。
本發明還進一步涉及此處所述的照明裝置，其中，照明裝置發出的混光 接近色溫為2700K、 3000K或3500K的黑體軌跡的光，艮卩
具有以下x,y顏色坐標的混光(即接近2700K):該顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，第一線段將第一點連接至第二點，第二線段將第二點連接至 第三點，第三線段將第三點連接至第四點，第四線段連接將第四點連接至第五 點，且第五線段將第五點連接至第一點，第一點的x，y坐標為0.4578,0.4101， 第二點的x,y坐標為0.4813,0.4319，第三點的x，y坐標為0.4562,0.4260，第四 點的x，y坐標為0.4373,0.3893，且第五點的x,y坐標為0.4593,0.3944;或
具有以下x，y顏色坐標的混光(即接近3000K):該顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，第一線段將第一點連接至第二點，第二線段將第二點連接至 第三點，第三線段將第三點連接至第四點，第四線段連接將第四點連接至第五 點，且第五線段將第五點連接至第一點，第一點的x，y坐標為0.4338,0.4030， 第二點的x，y坐標為0.4562,0.4260，第三點的x,y坐標為0.4299,0.4165，第四 點的x,y坐標為0.4147,0.3814，且第五點的x,y坐標為0.4373,0.3893;或具有以下x，y顏色坐標的混光(即接近3500K):該顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第二 點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連接將 第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第一點的 x，y坐標為0.4073,0.3930，所述第二點的x,y坐標為0.4299,0.4165，所述第三 點的x,y坐標為0.3996,0.4015，第四點的x，y坐標為0.3889,0.3690，且第五點 的x,y坐標為0.4147,0.3814。
本發明包含以下這樣的裝置該裝置中含有如這裡所述的磷光體顆粒， 並且如果用第一瓦特電力給該照明裝置供電，從該照明裝置的至少一個固態發
光體發出的所有光的混合具有以下x,y顏色坐標(其中所述固態發光體發出的 光的主波長處於600nm與700nm之間的範圍以外)該顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第二 點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連接將 第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第一點的 x,y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x，y坐標為0.36,0.48，所述第三點的x,y 坐標為0.43,0.45，第四點的x,y坐標為0.42,0.42，且第五點的x，y坐標為 0.36,01
本發明還涉及受到照射的圍地，包括封閉空間和至少一個根據本發明的 照明裝置，其中該照明裝置照射至少一部分該圍地。
本發明還涉及受到照射的表面，包括表面和至少一個根據本發明的照明裝 置，其中，該照明裝置照射至少一部分所述表面。
本發明還主要針對照射區域，該區域包括由以下項構成的組中選擇的至少
一項房間、遊泳池、倉庫、指示器、路面、車輛、路面標記、廣告牌、大船、 小艇、航行器、運動場、樹、窗戶、院子等)的裝置、指示器燈、或照射圍地 的一個裝置或一排裝置或用於邊緣照明或背面照明的裝置(如背光廣告、標誌、 LCD顯示)，其中或其上安裝了如這裡所述的至少一個照明裝置。此外，本領域的技術人員熟悉針對不同類型的照明的各種式樣的安裝結 構，並且根據本發明可採用任何這種結構。例如，圖4顯示了一種照明裝置，
其包括散熱元件(heat spreading element) 11 (由具有良好導熱性能的材料如 鋁構成)、絕緣區域12 (其可通過陽極電鍍處理作用於和/或形成於原處)、高 反射表面13 (可通過應用如由日本公司Furukawa經銷的MCPET、層壓鋁 (laminated aluminum)或銀，或通過如拋光形成於原處)、導電跡線(conductive trace) 14、引線框15、封裝LED16、反射錐體17和漫射元件18。如圖4所 示的裝置還包括在導電跡線14下的絕緣元件28，用以避免與導電跡線的不需 要的接觸(例如接受電擊的人)。如圖4所示的裝置可包括任意數量(如50 或100或更多個)的封裝LED。因此，散熱元件ll以及絕緣區域12、反射表 面13和絕緣元件28可按圖4所示的片斷式結構(fragmented structure)向右 或向左延伸任何必須的距離，(類似地，反射椎體17可設在右側或左側的任何 距離處)。同樣，漫射元件18可設置成與LED16保持任何需要的距離。漫射 元件18可連接到反射椎體17、絕緣元件28、散熱元件11或以任何方式設置 的任何其他需要的結構上，本領域的技術人員熟悉並能容易以各種方式提供這 種連接。在本實施例及其他實施例中，散熱元件11用於傳播熱量、充當散熱 片和/或散熱。類似地，反射椎體17也可用作散熱片。此外，反射椎體17還 可包括用以增強其反射性能的脊19。
圖5說明可用於根據本發明的裝置的封裝LED的代表性示例。參照圖5， 其中顯示了照明裝置20，其包括固態發光體21 (在此情況下為發光二極體芯 片21)、引線框22、導線23、封裝區域24、其上安裝了發光二極體晶片21 的反射元件26，以及螢光體27可以同樣的方式(只是不包括螢光體27)構建 不包括任何螢光體的封裝LED (如600 nm到630 nm的發光二極體)。本領 域的技術人員熟悉且容易得到各種各樣其他封裝的以及未封裝的LED結構， 如果需要的話，可根據本發明採用它們中的任何一個。
在根據本發明的一些實施例中， 一個或多個發光二極體可連同一個或多 個螢光體包括在一個封裝中，並且該封裝中的一個或多個螢光體可與該封裝中 的一個或多個發光二極體間隔設置，以獲得改善的出光率，如於2005年12月22口提交的、申請號為No. 60/753138、題為"照明裝置"(發明人Gerald H.Negley)的美國專利申請所述，其全部內容通過引用結合於此。
在根據本發明的一些實施例中，可提供兩個或多個螢光體，該兩個或多 個螢光體彼此間隔設置，如於2006年1月23日提交的、申請號為No. 60/761310、題為"通過在空間上間隔設置螢光膜來使LED中的頻譜內容偏移" (發明人GeraldH.Negley和Antony van deVen)的美國專利申請所述，其 全部內容通過引用結合於此。
在根據本發明的一些照明裝置中，還包括一個或多個電源，如一個或多 個電池和/或太陽能電池和/或一個或多個標準AC電源插頭。
根據本發明的照明裝置可包括任意需要數量的固態發光體和螢光體。例 如，根據本發明照明裝置可包括50個或更多個發光二極體，或可包括100個 或更多個發光二極體等。通常，對於電流型發光二極體，使用大量的較小發光 二極體可獲得更高的光效(如其他條件一樣的情況下，100個各自具有0.1mm2 的表面積的發光二極體與25個各自具有0.4mm2表面積的發光二極體相比)。
類似地，在更低電流密度下工作的發光二極體通常更高效。根據本發明 可釆用汲取任何特定電流的發光二極體。在本發明的一個方面中，採用各自汲 取不超過50mA的發光二極體。
本發明的照明裝置中的可見光源可以任何方式排列、安裝和供電，且可 安裝在任何需要的外殼或組件上。熟練技工熟悉各種各樣的排列、安裝方案、 電源設備、外殼和組件，並且結合本發明可應用任何這樣的排列、方案、設備、 外殼和組件。本發明的照明裝置可電連接(或有選擇地連接)到任何需要的電 源上，本領域的技術人員熟悉各種這樣的電源。
可見光源的排列、安裝結構、安裝可見光源的方案、用於給可見光源供 電的設備、用於可見光源的外殼、用於可見光源的燈具、用於可見光源的電源 以及完整的照明組件，它們均適用於本發明的照明裝置，並且在以下文獻中有 所描述
(1)於2005年12月21日提交的、申請號為60/752753、題為"照明裝置" (發明人Gerald H.Negley、 Antony Paul van de Ven和Neal Hunter;代理備審案號931—002 PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此，以及 2006年12月20日提交的、申請號為11/613692的美國專利申請；
(2) 於2006年5月5日提交的、申請號為60/798446、題為"照明裝置"(發 明人Antony Paul van de Ven;代理備審案號931—008 PRO)的美國專利申請， 其全部內容通過引用結合於此，以及2007年5月3日提交的、申請號為 11/743754的美國專利申請；
(3) 於2006年9月18日提交的、申請號為60/845429、題為"照明裝置、 照明組件、燈具及其使用方法"(發明人..Antony Paul van de Ven;代理備 審案號931—019 PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此；
(4) 於2006年9月21日提交的、申請號為60/846222、題為"照明組件 及其安裝方法和代替光的方法"(發明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理備審案號931—021 PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引 用結合於此；
(5) 於2006年5月31日提交的、申請號為60/809618、題為"照明裝置 和照明方法"(發明人Gerald H.Negley、 Antony Paul van de Ven和Thomas G. Coleman;代理備審案號931—017PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引 用結合於此；以及
(6)於2006年ll月13日提交的、申請號為60/858558、題為"照明裝 置、照射圍地以及照明方法"(發明人Gerald H.Negley; 代理人檔案號 931—026PRO)的美國專利申請，其全部內容通過引用結合於此。
發光二極體和螢光體可按任何需要的方式排列。在根據本發明的一些實 施例中，這些實施例包括600nm至630nm的發光二極體以及430nm至480nm 的發光二極體，- 一些或所有600nm的發光二極體由五個或六個430nm至480nm 的發光二極體包圍(它們中的一些或全部可包括或可不包括555nm至585nm 螢光休)，例如，600nm至630nm的發光二極體以及430nm至480nm的發光 二極體以橫排的方式排列，相互間隔大致均勻，每排與下一相鄰排(垂直方向 上)橫向偏移一定距離，該距離為橫向相鄰的發光二極體之間距離的一半，在 大多數位置屮，兩個430nm至480nm的發光二極體設在每個600ran至630nm的發光二極體與其同一排中最近的發光二極體之間，每排中600nm至630mn 的發光二極體與下一相鄰排(垂直方向上)中最近的600nm至630的發光二 極管偏移一定距離，該距離為橫向間隔的相鄰發光二極體之間距離的1.5倍。 作為備選或附加，在根據本發明的一些實施例中， 一些或全部的更亮的發光二 極管比更暗的發光二極體設置在更靠近照明裝置的中心位置處。
根據本發明的裝置還可包括一個或多個長使用壽命的製冷裝置(如有很 長使用壽命的風扇)。這種長期製冷裝置可包括像"中國式風扇(Chinese fan)" 使空氣流動的壓電或磁阻材料(如MR、 GMR和/或HMR材料)。在根據本 發明對裝置進行製冷時，通常，只要有足夠量的空氣打破邊界層便可使得溫度 從10度降到15度。由此，在這種情況下通常不需要強風或大流體流速(大型 CFM)(因此不需要常規風扇)。
在根據本發明的一些實施例中，可採用如以下文獻中所描述的任何特徵如 電路例如於2006年1月25日提交的、申請號為60〃61，879、題為"帶製冷的 照明裝置"的美國專利申請(發明人ThomasColeman， Gerald H. Negley和 Antony van deVen)中所述，其全部內容通過引用結合於此。
根據本發明的裝置還可包括次級光學器件以進一步改變發射光的發射性 質。這種次級光學器件是本領域那些技術人員熟悉的，因此這裡不必詳細描述， 如果需要的話可採用任何類型的次級光學器件。
根據本發明的設備可進一步包括傳感器或充電設備或照相機等。例如，本 領域技術人員熟悉並已經在使用可檢測一個或多個事件的設備(舉例來說，運 動檢測器，其可探測物體或人的運動)，以及響應所述檢測，該設備觸發光線 照射和安全照相機的激活等。作為典型實施例，根據本發明的一種設備可包括 有根據本發明的照明裝置和運動傳感器，並可這樣構建(1)當光線照射時， 如果運動傳感器探測到運動，激活安全照相機記錄探測到運動的位置或其附近 的可視化數據(visual data);或(2)如果運動傳感器探測到運動，發出光線 為探測到運動的位置或其附近照明，並激活安全照相機記錄探測到運動的位置 或其附近的可視化數據等。對於室內家用照明而言， 一般優選2700k至3300k的色溫，而對於室外 色彩豐富的地點的泛光照明而言，優選接近日光的5000K (4500-6500K)的色溫。
如這裡所述的照明裝置的任何兩個或兩個以上結構部件可集成。這裡所 述的照明裝置的任何結構部件可設在兩個或兩個以上部件中(如果需要的話它 們是結合在一起的)。
此外，雖然參照各個元件的特定組合來闡述本發明的特定實施例，但在 不背離本發明的精神和範圍的情況下可提供各種其他組合。因此，本發明不應 解釋為受這裡所述以及附圖所示的特定示範性實施例的限制，而是還可包含各 種所述實施例的的元件的組合。
本發明的普通技術人員如果要獲得本公開的有益效果可在不背離本發明 的精神和範圍的情況下對其進行許多種變化和修改。因此，必須明白所述的實 施例僅用於舉例，不應當將其視為限制由所附權利要求定義的本發明。因此， 所附的權利要求應理解為不僅包括並行陳述的元件的組合，還包括以基本相同 的方式完成基本相同功能以獲得基本相同結果的所有等效元件。這些權利要求 在此理解為包括以上具體闡述和說明的內容、概念上等效的內容以及結合了本 發明的實質思想的內容。
權利要求
1、一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體；其特徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒有任何其他光的情況下，由所述至少一個固態發光體和所述至少一個螢光體發出的混光將會具有x，y顏色坐標的混合照明，所述x，y顏色坐標定義了1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第二點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第一點的x，y坐標為0.32，0.40，所述第二點的x，y坐標為0.36，0.48，所述第三點的x，y坐標為0.43，0.45，第四點的x，y坐標為0.42，0.42，且第五點的x，y坐標為0.36，0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約3微米到約7微米。
2、 如權利要求1所述的照明裝置，其特徵在於，至少50%比重的所述磷 光體顆粒的顆粒大小範圍為約3微米到約7微米。
3、 如權利要求1所述的照明裝置，其特徵在於，至少75%比重的所述磷 光體顆粒的顆粒大小範圍為約3微米到約7微米。
4、 如權利要求1所述的照明裝置，其特徵在於，至少90%比重的所述磷 光體顆粒的顆粒大小範圍為約3微米到約7微米。
5、 如權利要求1-4任--項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷光體顆 粒的平均顆粒大小約為5微米。
6、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體；其特 徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒 有任何其他光的情況下，由所述至少一個固態發光體和所述至少一個螢光體發出的混光將會具有x,y顏色坐標的混合照明，所述x,y顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第 二點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連 接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第 一點的x，y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x,y坐標為0.36,0.48，所述第三點 的x，y坐標為0.43，0.45,第四點的x，y坐標為0.42,0.42，且第五點的x，y坐標 為0.36,0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒 大小範圍為約5微米到約15微米。
7、 如權利要求6所述的照明裝置，其特徵在於，至少50%比重的所述磷 光體顆粒的顆粒大小範圍為約5微米到約15微米。
8、 如權利要求6所述的照明裝置，其特徵在於，至少75%比重的所述磷 光體顆粒的顆粒大小範圍為約5微米到約15微米。
9、 如權利要求6所述的照明裝置，其特徵在於，至少90%比重的所述磷 光體顆粒的顆粒大小範圍為約5微米到約15微米。
10、 如權利要求6-9任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷光體顆 粒的平均顆粒大小約為IO微米。
11、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體；其 特徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒 有任何其他光的情況下，由所述至少 --個固態發光體和所述至少一個螢光體 發出的混光將會具有x,y顏色坐標的混合照明，所述x,y顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第 二點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連 接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第 一點的x,y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x，y坐標為0.36,0.48，所述第三點的x，y坐標為0.43,0.45，第四點的x，y坐標為0.42,0.42，且第五點的x,y坐標 為0.36,0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒 大小範圍為約10微米到約20微米。
12、 如權利要求ll所述的照明裝置，其特徵在於，至少50%比重的所述 磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約10微米到約20微米。
13、 如權利要求ll所述的照明裝置，其特徵在於，至少75%比重的所述 磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約10微米到約20微米。
14、 如權利要求ll所述的照明裝置，其特徵在於，至少90%比重的所述 磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約10微米到約20微米。
15、 如權利要求11-14中任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷 光體顆粒的平均顆粒大小約為15微米。
16、 一種照明裝置，其包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體；其 特徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒 有任何其他光的情況下，由所述至少一個固態發光體和所述至少一個螢光體 發出的混光將會具有x,y顏色坐標的混合照明，所述x,y顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第 二點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連 接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第 一點的x,y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x,y坐標為0.36,0.48，所述第三點 的x，y坐標為0.43,0.45，第四點的x,y坐標為0.42,0.42，且第五點的x，y坐標 為0.36,0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒 大小範圍為約15微米到約25微米。
17、 如權利要求16所述的照明裝置，其特徵在於，至少50%比重的所述 磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約15微米到約25微米。
18、如權利要求16所述的照明裝置，其特徵在於，至少75%比重的所述 磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約15微米到約25微米。
19、 如權利要求16所述的照明裝置，其特徵在於，至少90%比重的所 述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約15微米到約25微米。
20、 如權利要求16-19任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷光 體顆粒的平均顆粒大小約為20微米。
21、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體至少一個螢光體；其特 徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒 有任何其他光的情況下，由所述至少.一個固態發光體和所述至少一個螢光體 發出的混光將會具有x，y顏色坐標的混合照明，所述x，y顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第 二點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連 接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第 一點的x，y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x,y坐標為0.36,0.48，所述第三點 的x,y坐標為0.43,0.45，第四點的x，y坐標為0.42,0.42，且第五點的x,y坐標 為0.36,0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小 約為5微米。
22、 一種照明裝置,包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體；其 特徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒 有任何其他光的情況卜'，由所述至少一個固態發光體和所述至少-^個螢光體發出的混光將會具有x,y顏色坐標的混合照明，其x，y顏色坐標定義了 1931CIE 色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍成的區 域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第二點連 接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第一點的x,y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x，y坐標為0.36,0.48，所述第三點的x,y 坐標為0.43,0.45，第四點的x,y坐標為0.42,0.42，且第五點的x,y坐標為 0.36,0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小 約為IO微米。
23、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體；其 特徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒 有任何其他光的情況下，由所述至少一個固態發光體和所述至少一個螢光體發出的混光將會具有x，y顏色坐標的混合照明，所述x,y顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第 二點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連 接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第 一點的x,y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x，y坐標為0.36,0.48，所述第三點 的x，y坐標為0.43,0.45，第四點的x，y坐標為0.42,0.42，且第五點的x，y坐標 為0.36,0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小 約為15微米。
24、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體；其 特徵在於如果每個所述固態發光體被點亮且每個所述螢光體受到激發的話，在沒 有任何其他光的情況下，由所述至少一個固態發光體和所述至少一個螢光體發出的混光將會具有x,y顏色坐標的混合照明，所述x,y顏色坐標定義了 1931CIE色度圖上由第一線段、第二線段、第三線段、第四線段和第五線段圍 成的區域內的點，所述第一線段將第一點連接至第二點，所述第二線段將第 二點連接至第三點，所述第三線段將第三點連接至第四點，所述第四線段連接將第四點連接至第五點，且所述第五線段將第五點連接至第一點，所述第一點的x，y坐標為0.32,0.40，所述第二點的x，y坐標為0.36,0.48，所述第三點 的x,y坐標為0.43,0.45，第四點的x,y坐標為0.42，0.42，且第五點的x,y坐標 為0.36,0.38，以及所述至少一個螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小 約為20微米。
25、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體，其特 徵在於，所述螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍 為約3微米到約7微米，所述照明裝置在用第一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少60流 明的輸出光。
26、 如權利要求25所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
27、 如權利要求25所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
28、 如權利要求25-27任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少50% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約3微米到約7微米。
29、 如權利要求25-27任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少75% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約3微米到約7微米。
30、 如權利要求25-27任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少90% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約3微米到約7微米。
31、 如權利要求25-30任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷光 體顆粒的平均顆粒大小約為5微米。
32、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體，其特 徵在於，所述螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍 為約5微米到約15微米，所述照明裝置在用第一 電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少60 流明的輸出光。
33、 如權利要求32所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
34、 如權利要求32所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
35、 如權利要求32-34任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少50% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約5微米到約15微米。
36、 如權利要求32-34所述的照明裝置，其特徵在於，至少75%比重的 所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約5微米到約15微米。
37、 如權利要求32-34任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少90% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約5微米到約15微米。
38、 如權利要求32-37任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷光 體顆粒的平均顆粒大小約為IO微米。
39、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體，其特 徵在亍，所述螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為 約10微米到約20微米，所述照明裝置在用第一電力瓦特供電時發出光效為 每電力瓦特至少60流明的輸出光。
40、 如權利要求39所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
41、 如權利要求39所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 - -電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
42、 如權利要求39-41任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少50% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約10微米到約20微米。
43、 如權利要求39-41任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少75% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約10微米到約20微米。
44、 如權利要求39-41任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少90% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約10微米到約20微米。
45、 如權利要求39-44任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷光 體顆粒的平均顆粒大小約為15微米。
46、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體，，其 特徵在於，所述螢光體包括磷光體顆粒，至少一些所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍 為約15微米到約25微米，所述照明裝置在用第一電力瓦特供電時發出光效 為每電力瓦特至少60流明的輸出光。
47、 如權利要求46所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
48、 如權利要求46所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
49、 如權利要求46-48任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少50% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約15微米到約25微米。
50、 如權利要求46-48任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少75% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約15微米到約25微米。
51、 如權利要求46-48任一項所述的照明裝置，其特徵在於，至少90% 比重的所述磷光體顆粒的顆粒大小範圍為約15微米到約25微米。
52、 如權利要求46-51任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述磷光 體顆粒的平均顆粒大小約為20微米。
53、 一種照明裝置，包括至少--個固態發光體和至少.---個螢光體，其特 徵在於，所述螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小約為5微米，所述照明裝置在用第一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少60 流明的輸出光。
54、 如權利要求53所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 --電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
55、 如權利要求53所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
56、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體，其特 徵在於，所述螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小約為10微米，所述照明裝置在用第一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少60 流明的輸出光。
57、如權利要求56所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用 第---電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
58、 如權利要求56所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 -一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
59、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體，其特 徵在於，所述螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小約為15微米，所述照明裝置在用第一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少60 流明的輸出光。
60、 如權利要求59所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
61、 如權利要求59所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
62、 一種照明裝置，包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體，其特 徵在於，所述螢光體包括磷光體顆粒，所述磷光體顆粒的平均顆粒大小約為20微米，所述照明裝置在用第一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少60 流明的輸出光。
63、 如權利要求62所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少70流明的輸出光。
64、 如權利要求62所述的照明裝置，其特徵在於，所述照明裝置在用第 一電力瓦特供電時發出光效為每電力瓦特至少80流明的輸出光。
65、 如權利要求l-64任一項所述的照明裝置，其特徵在於，所述至少一 個固態發光體包括至少一個發光二極體。
66、 如權利要求65所述的照明裝置，其特徵在於，所述至少一個發光二 極管被點亮時將發出峰值波長在430nm至480nm之間的範圍的光。
67、 如權利要求1-66-任一項所述韻照明裝置，其特徵在於，所述至少一 個螢光受到激發時將發出主波長在大約555nm至大約585nm之間的範圍的 光。
68、 如權利要求1-67中任一項所述的照明裝置，其特徵在於，還包括至 少第二固態發光體，其中所述第二固態發光體是在被點亮時發出主波長在 600mn至630nm之間的範圍的光的發光二極體。
全文摘要
一種照明裝置，其包括至少一個固態發光體和至少一個螢光體。如果每個固態發光體被點亮且每個螢光體受到激發的話，發出的混光的x，y顏色坐標落於由坐標(0.32，0.40)、(0.36，0.48)、(0.43，0.45)以及(0.36，0.38)定義的區域內。螢光體包括磷光體顆粒，其大小範圍從3微米到7微米(或者5-15微米、10-20微米或15-25微米)，或者平均顆粒大小為5微米、10微米、15微米以及20微米。而且，照明裝置包括至少一個發光體和至少一個螢光體，其中該螢光體包括具有上述大小的磷光體顆粒，該照明裝置的光效至少為60(或70或80)lm/w。
文檔編號H05B33/14GK101554089SQ200780030798
公開日2009年10月7日 申請日期2007年8月22日 優先權日2006年8月23日
發明者安東尼·保羅·范德溫, 傑拉爾德·H.·尼格利 申請人:科銳Led照明科技公司