JP5624031B2 - 混合光を含むソリッドステート照明デバイス - Google Patents
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Description
本願は、「ソリッドステート照明デバイスおよび方法」(発明者:ジョン・ロバーツ)を発明の名称とし、2008年6月25日に出願された米国仮特許出願第61/075,513号に基づく利益と優先権を主張するものである。本願は、「照明デバイスおよび照明方法」(発明者:ジェラルド・H・ネグレーおよびアントニー・ポール・バン・デ・ヴェン)を発明の名称とし、2006年8月18日に出願された米国仮特許出願第60/792,859号、「照明デバイスおよび照明方法」(発明者:ジェラルド・H・ネグレーおよびアントニー・ポール・バン・デ・ヴェン)を発明の名称とし、2006年8月20日に出願された米国仮特許出願第60/793,524号、「照明デバイスおよび照明方法」(発明者:ジェラルド・H・ネグレーおよびアントニー・ポール・バン・デ・ヴェン)を発明の名称とし、2006年12月1日に出願された米国仮特許出願第60/868,134号に基づく利益を主張する、「照明デバイスおよび照明方法」を発明の名称とし、2007年4月18日に出願された米国特許出願第11/736,761号の一部継続出願である。本願は、「照明デバイスおよび照明方法」(発明者:ジェラルド・H・ネグレーおよびアントニー・ポール・バン・デ・ヴェン)を発明の名称とし、2006年12月1日に出願された米国仮特許出願第60/868,134号に基づく利益を主張する、「照明デバイスおよび照明方法」を発明の名称とし、2007年11月30日に出願された米国特許出願第11/948,021号の一部継続出願である。上記引用した米国特許出願の各々の開示内容全体を本明細書で参考例として援用する。
本発明は、ソリッドステート照明に関し、より詳細には、一般的照明のためのソリッドステート照明システムに関する。
多くの照明用途のためにソリッドステート照明デバイスが使用されている。例えば建築および/またはアクセント照明における直接照明源としてこれまで例えばソリッドステート照明デバイスのアレイを含むソリッドステート照明パネルが、使用されている。ソリッドステート照明デバイスは、例えば1つ以上の発光ダイオードチップを含むパッケージされた発光デバイス(LED)を含むことができる。無機LEDは一般にp−n接合を形成する半導体層を含み、有機発光層を含む有機LED(OLED)は、別のタイプのソリッドステート発光デバイスとなっている。一般的に、ソリッドステート発光デバイスは、発光層または発光領域における電子キャリア、すなわち電子とホールとの再結合により光を発生する。LEDチップまたはダイスは、多くの異なる用途に対し、多くの異なる方法で実装できる。例えば保護、波長変換、合焦、分散/散乱などのためにLEDチップをヘッダーに実装し、閉じ込めることができる。LEDチップはPCBのようなサブマウントに直接実装し、例えば電気泳動またはその他の技術により蛍光体で直接コーティングできる。従って、本明細書で使用するような「発光ダイオード」または「LED」なる用語は、蛍光体でコーティングされるかまたは他の方法で蛍光体が設けられたLEDチップを含むLEDチップを意味することができるか、またはパッケージされたデバイス、例えばLEDチップを含む、このLEDチップのための電気コンタクト、主要光学系、放熱および/または他の機能的特徴を提供するパッケージされたデバイスを意味し得る。
一部の実施形態に係わるソリッドステート照明装置は、少なくとも第1LEDと第2LEDとを含む複数の発光ダイオード(LED)を備える。第1LEDと第2LEDの色度は、これらLEDのペアからの光を混合することによって生じる混合光がほぼターゲット色度を有するように選択される。第1LEDは、可視スペクトルのうちの青色または緑色部分内の光を発光する第1LEDチップと、第1LEDチップによって発光される光に応答し、赤色光を発光する蛍光体とを含むことができる。第2LEDは、1931CIE色度図のプランク軌跡よりも上にあるカラーポイントを有する光を発光し、特に黄色−緑色、緑みを帯びた黄色、または緑色色相を有することができる。
・ビン3からのAおよびB
・ビン2からのAおよびビン4からのB
・ビン1からのAおよびビン5からのB
・Af:85〜90ルーメン
・Bf:90〜95ルーメン
・Cf:95〜100ルーメン
・ビン2、ランクCfからのAおよびビン5、ランクAfからのB
・ビン4、ランクCfからのAおよびビン1、ランクAfからのB
・ビン3、ランクAfからのAおよびビン3、ランクCfからのB
Claims (26)
- 少なくとも第1LEDと、第2LEDとを含む複数の発光ダイオード(LED)を備えるソリッドステート照明装置であって、
前記LEDのペアからの光を混合することによって生じた混合光がほぼターゲット色度を有し、
前記第1LEDが可視スペクトルのうちの青色部分内の光を発光する第1LEDチップを含むと共に、前記第1LEDチップが発光した光に応答して赤色光を発光する第1の蛍光体を含み、
前記第2LEDは、可視スペクトルのうちの青色または緑色部分内の光を発光する第2LEDチップを含み、更に前記第2LEDチップによって発光された光に応答して黄色または黄色−緑色光を発光する第2蛍光体を含み、
前記第2LEDチップおよび前記第2蛍光体によって発光された混合光は、1931CIE色度図のプランク軌跡よりも上方にあり、プランク軌跡上の任意のポイントからの10段階マッカダム楕円の外側にあるカラーポイントを有する、
ソリッドステート照明装置。 - 前記第2LEDチップは、可視スペクトルのうちの青色部分内の飽和した光を発光し、
前記第2蛍光体は、前記第2LEDチップによって発光された光を受光し、これに応答して黄色光を発光するようになっている、
請求項1に記載のソリッドステート照明装置。 - 前記第2LEDチップは、約430nm〜約470nmまでの主要波長を有し、
前記第2蛍光体は、約550nm〜約590nmまでの主要波長を有する光を発光する、
請求項2に記載のソリッドステート照明装置。 - 前記第2LEDチップおよび前記第2蛍光体によって発光される混合光は、追加光がない場合、第1線分、第2線分、第3線分、第4線分および第5線分によって囲まれた1931CIE色度図上の領域内に存在するポイントを定める、x、yカラー座標を有するサブ混合光を発生し、
前記第1線分は、第1ポイントを第2ポイントに接続し、
前記第2線分は、前記第2ポイントを第3ポイントに接続し、
前記第3線分は、前記第3ポイントを第4ポイントに接続し、
前記第4線分は、前記第4ポイントを第5ポイントに接続し、
前記第5線分は、前記第5ポイントを前記第1ポイントに接続し、
前記第1ポイントは、0.32のx座標および0.40のy座標を有し、
前記第2ポイントは、0.36のx座標および0.48のy座標を有し、
前記第3ポイントは、0.43のx座標および0.45のy座標を有し、
前記第4ポイントは、0.42のx座標および0.42のy座標を有し、
前記第5ポイントは、0.36のx座標および0.38のy座標を有する
請求項2記載のソリッドステート発光装置。 - 前記第1のLEDチップと前記第1蛍光体とによって発光された混合光のカラーポイントと前記第2のLEDで発光された光のカラーポイントとの間の1931CIE色度図上の線分は、約2500Kおよび4500Kとの間でプランク軌跡に交差する請求項1記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第1LEDチップは、約440nm〜約460nmまでの主要波長を有し、
前記第1蛍光体は、前記第1LEDチップが発光した光に応答して約600nm〜約630nmまでの主要波長を有する光を発光する、
請求項1に記載のソリッドステート照明装置。 - 前記第2LEDチップは、約440nm〜約460nmまでの主要波長を有し、
前記第2LEDは更に前記第2LEDチップが発光した光に応答して約550nmから590nmまでの主要波長を有する光を発光する第2蛍光体を備える、
請求項6に記載のソリッドステート照明装置。 - 可視スペクトルのうちの青色部分内の光を発光し、前記第1LEDチップの主要波長よりも少なくとも約10nm長い主要波長を有する第3LEDを更に含む、請求項1に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第3LEDは、前記第1LEDチップの主要波長よりも少なくとも約20nm長い主要波長を有する、請求項8に記載のソリッドステート照明装置。
- 可視スペクトルのうちの赤色部分内の光を発光する第3LEDを更に含む、請求項1に記載のソリッドステート照明装置。
- 複数の前記第1LEDと複数の前記第2LEDとを更に備え、
前記第1LEDと前記第2LEDとは、これらLEDのメタメリックペアのそれぞれ内に配置されており、
前記LEDのそれぞれのメタメリックペアの各々によって発光される光は、ほぼターゲット色度を有する、
請求項1に記載のソリッドステート照明装置。 - 少なくとも第1LEDおよび第2LEDを含む、複数の発光ダイオード(LED)を備えたソリッドステート照明装置であって、
前記LEDペアからの光を混合することによって生じる混合光は、ほぼターゲット色度を有し、
前記第1LEDは可視光のうちの青色部分または緑色部分内の光を発光する第1LEDチップを含み、更に前記第1LEDチップによって発光された光に応答し赤色光を発光する蛍光体を含み、
前記第2LEDは、約500nm〜約550nmの主要波長を有する第2LEDチップを備え、1931CIE色度図のプランク軌跡より上であって、および前記混合光は1931CIE色度図上のプランク軌跡上の任意のポイントからの10段階マッカダム楕円の外に位置し外側にあるカラーポイントを有する光を発光する、
ソリッドステート照明装置。 - 前記蛍光体は第1の蛍光体を有し、
前記第2LEDは更に、前記第2のLEDチップが発光する光に応答して黄色光を発光する第2の蛍光体を含む、
請求項12に記載のソリッドステート照明装置。 - 複数の発光ダイオード(LED)を含むソリッドステート照明装置であって、
前記LEDの色度は、これらLEDによって発光される光を混合することによって生じる混合光がほぼターゲット色度を有するよう選択されており、
前記複数のLEDは、
可視スペクトルのうちの青色部分内の飽和光を発光する第1LEDチップと、前記第1LEDチップによって発光される青色光に応答して赤色光を発光する第1蛍光体とを含む第1LEDと、
可視スペクトルのうちの青色部分内の飽和光を発光する第2LEDチップと、この第2LEDチップによって発光される光に応答して黄色光を発光する第2蛍光体を含む第2LEDと
を含み、
前記第2LEDチップおよび前記第2蛍光体によって発光される混合光は、1931CIE色度図上のプランク軌跡上のポイントのまわりの10段階マッカダム楕円の外に位置する
ソリッドステート照明装置。 - 前記第1LEDと前記第2LEDとは、メタメリックペアとしてソリッドステート照明デバイス内に配置されている、請求項14に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記ターゲット色度は、1931CIE色度図のプランク軌跡上のポイントの10段階マッカダム楕円内に位置する、請求項14に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第2LEDチップおよび前記第2蛍光体によって発光される混合光は、追加光がない場合、第1線分、第2線分、第3線分、第4線分および第5線分によって囲まれた1931CIE色度図上の領域内に存在するポイントを定める、x、yカラー座標を有するサブ混合光を発生し、
前記第1線分は、第1ポイントを第2ポイントに接続し、
前記第2線分は、前記第2ポイントを第3ポイントに接続し、
前記第3線分は、前記第3ポイントを第4ポイントに接続し、
前記第4線分は、前記第4ポイントを第5ポイントに接続し、
前記第5線分は、前記第5ポイントを前記第1ポイントに接続し、
前記第1ポイントは、0.32のx座標および0.40のy座標を有し、
前記第2ポイントは、0.36のx座標および0.48のy座標を有し、
前記第3ポイントは、0.43のx座標および0.45のy座標を有し、
前記第4ポイントは、0.42のx座標および0.42のy座標を有し、
前記第5ポイントは、0.36のx座標および0.38のy座標を有する
請求項14記載のソリッドステート発光装置。 - 前記第1LEDチップおよび前記第1蛍光体によって発光される混合光は、追加光がない場合、1931CIE色度図上の紫みを帯びた赤または赤−紫色領域内にあるポイントを定めるx、yカラー座標を有するサブ混合光を発生する、請求項14に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第1LEDによって発光される混合光のカラーポイントと前記第2LEDによって発光される光のカラーポイントとの間の1931CIE色度図上の線分は、約2500ケルビンと4500ケルビンの間でプランク軌跡に交差する、請求項14に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第1LEDチップは、約440nm〜460nmまでの主要波長を有し、
前記第1蛍光体は、前記第1LEDチップが発光する光に応答して、約600nm〜約630nmまでの主要波長を有する光を発光する、
請求項14に記載のソリッドステート照明装置。 - LEDのメタメリックペアを含む複数の発光ダイオード(LED)を備える照明モジュールであって、
前記メタメリックペアの前記LEDの色度は、前記メタメリックペアの前記LEDの各々からの光を混合することによって生じる混合光が、ほぼターゲット色度を有する光を含むよう選択されており、
前記メタメリックペアは、
可視スペクトルのうちの青色部分内の光を発光する第1LEDチップおよび前記第1LEDチップが発光した青色光に応答し、赤色光を発光する第1蛍光体を含む第1LEDと、
他の光が存在しない場合に緑色、黄みを帯びた緑色、または黄色−緑色に見える非白色光を発光する第2LEDと
を含み、
前記第2LEDは、可視スペクトルのうちの青色部分内の飽和光を発光する第2LEDチップおよび前記第2LEDチップによって発光された光に応答して、黄色光を発光する第2蛍光体を含み、
前記第2LEDチップおよび前記第2蛍光体によって発光された混合光は、1931CIE色度図上のプランク軌跡上のポイントまわりの10段階マッカダム楕円の外部に位置する、照明モジュール。 - 少なくとも第1LEDおよび第2LEDを含む複数の発光ダイオード(LED)を備えたソリッドステート照明装置であって、
前記LEDのペアからの光を混合することによって生じる混合光は、ほぼターゲット色度を有し、
前記第1LEDは、可視光のうちの青色部分内の光を発光する第1LEDチップを含み、更に前記第1LEDチップによって発光された光に応答し、赤色光を発光する第1蛍光体を含み、
前記第1LEDチップおよび前記第1蛍光体の混合光は第1カラーポイントを有し、
前記第2LEDは、第2カラーポイントを有する光を発光し、
前記第2LEDは、可視スペクトルのうちの青色部分内の飽和光を発光する第2LEDチップと、前記第2LEDチップによって発光された光に応答して黄色光を発光する第2蛍光体を含み、
前記第2LEDチップおよび前記第2蛍光体によって発光された混合光は、1931CIE色度図のプランク軌跡のポイントの周りの10段階マッカダム楕円の外側に位置し、
前記第1カラーポイントと前記第2カラーポイントとの間の1931CIE色度図上の線分は、約2500ケルビンと4500ケルビンの間でプランク軌跡に交差する、ソリッドステート照明装置。 - 前記第2LEDチップは、約430nm〜約500nmまでの主要波長を有する、請求項22に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第2LEDチップは、約480nm〜約500nmまでの主要波長を有する、請求項23に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第2LEDチップは、約490nm〜約500nmまでの主要波長を有する、請求項24に記載のソリッドステート照明装置。
- 前記第2LEDの前記第2カラーポイントは、プランク軌跡上の任意のポイントからの10段階のマッカダム楕円の外にある、請求項22に記載のソリッドステート照明装置。
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