KR20110129968A - 원격 발광성 재료를 갖는 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광원(100) 및 투과성 배열(200)을 포함하는 조명 장치를 제공한다. 광원은 광원 광을 생성하도록 배열되고 LED 광을 생성하도록 배열된 발광 장치(LED)(110) 및 제1 발광성 재료(130)를 포함하는 캐리어(120)를 포함한다. 캐리어는 LED와 접촉하고, 제1 발광성 재료(130)는 LED 광의 적어도 일부를 제1 발광성 재료 광으로 변환하도록 배열된다. 제2 발광성 재료의 투과성 배열은 광원으로부터 떨어져서 배열되고 LED 광의 적어도 일부 또는 제1 발광성 재료 광의 적어도 일부 및/또는 LED 광의 적어도 일부를 변환하도록 배열된다. 본 발명은 스폿 조명에서 원격 발광성 재료 시스템들의 현재의 한계를 극복한다. 또한, 다양한(적색-오렌지색) 원격 발광성 재료들과 함께 단 하나의 유형의 백색(또는 희끄무레한) 광원에 기초하여, 다양한 상관된 색 온도들을 갖는 광원들을 실현하는 매우 간단한 방법이 허용된다.

Description

원격 발광성 재료를 갖는 조명 장치{ILLUMINATION DEVICE WITH REMOTE LUMINESCENT MATERIAL}
본 발명은 LED 기반 광원 및 복수의 발광성 재료 - 적어도 하나의 발광성 재료는 광원으로부터 떨어져서 배열됨 - 를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
발광성 재료를 갖는 투과성 배열(transmissive arrangement)을 포함하는 조명 장치들이 당업계에 알려져 있다. 투과성 세라믹 층들 또는 발광 세라믹들, 및 그것들의 준비 방법이 당업계에 알려져 있다. 예를 들면 US2005/0269582, US2006/0202105, WO2006/097868, WO2007/080555, US2007/0126017 및 WO2006/114726이 참조된다.
예를 들면 US2005/0269582는 발광층에 의해 방출된 광의 경로에 배치되는 세라믹 층과 결합된 반도체 발광 장치를 개시한다. 세라믹 층은 발광성 재료와 같은 파장 변환 재료로 구성되거나 그러한 재료를 포함한다.
또한, US2008029720은 제1 파장 범위를 갖는 방사를 방출하도록 구성된 LED 칩; 상기 제1 파장 범위 방사의 적어도 일부를 흡수하고 제2 파장을 갖는 방사를 방출하도록 구성된 발광성 재료; 및 적어도 상기 제1 파장 범위 방사가 통과하는 광학 구성요소를 포함하는 조명 배열을 기술한다. LED는 발광성 재료가 광학 구성요소의 표면 상에 제공되는 것을 특징으로 한다.
WO2005083036은 LED 및 하나 이상의 발광성 재료를 포함하는 LED 램프를 기술하고, 각각의 발광성 재료에 대하여, (입사 LED 광속) x (발광성 재료의 여기 단면적(excitation cross-section) x (발광성 재료 감쇠 시간)의 곱으로서 정의된 성능 지수(FOM: figure of merit)가 0.3 미만이다. 그러한 투과성 배열은 광범위의 구동 전류들에 걸쳐서 개선된 루멘 출력 및 색 안정성을 갖는 발광 장치를 제공한다고 추정된다.
또한, 발광성 다중층들이 당업계에 알려져 있다. 예를 들면 US2004217692는 여기 광을 출력하는 광원 및 여기 광에 응답하여 상이한 파장들을 방출하는 적어도 2개의 형광 층들을 갖는 형광 다중층을 포함하는 발광 장치를 기술한다. 다른 형광 층들보다 더 긴 파장을 방출하고/하거나 더 낮은 광 변환 효율을 갖는 형광 층은 광원에 인접해 있다. 다른 형광 층들보다 더 짧은 파장을 방출하고/하거나 더 높은 광 변환 효율을 갖는 형광 층은 광원으로부터 가장 멀리 있다. 따라서, 발광 장치의 전체 광 변환 효율 및 발광 장치로부터 출력된 광의 양을 증가시키는 것이 가능하다.
US7213940은, 각각, 430 nm 내지 480 nm의 범위 및 600 nm 내지 630 nm의 범위의 주 파장(dominant wavelength)을 갖는 광을 방출하는, 제1 및 제2 군(group)의 솔리드 스테이트 광 방출기들(solid state light emitters), 및 555 nm 내지 585 nm의 범위의 주 파장을 갖는 광을 방출하는 제1 군의 루미포르들(lumiphors)을 포함하는 조명 장치를 기술한다. 만일 전력선에 전류가 공급되면, 제1 군의 방출기들에 의해 방출된 조명 장치에서 나가는 광, 및 제1 군의 루미포르들에 의해 방출된 조명 장치에서 나가는 광의 조합은, 임의의 추가적인 광이 없을 때, 1931 CIE 색도도(Chromaticity Diagram) 상의 특정 영역 내의 x, y 색 좌표들을 갖는 광의 부분 혼합(sub-mixture)을 생성할 것이다.
스폿 램프들의 경우, 고휘도의 소스가 요구된다. 즉, 요구된 광속(luminous flux) 레벨에 대하여 방출 소스는 스폿 램프에 맞도록 크기가 제한된다. 전형적으로 원격 발광성 재료의 소스 크기는 스폿 램프에 맞지 않는다. 원격 발광성 재료 표면적을 스폿 응용에 맞도록 감소시키는 경우, 원격 발광성 재료 요소의 온도는 용인할 수 없는 레벨까지 증가할 수 있어, 시스템 효율을 현저히 감소시키는, 발광성 재료의 열 켄칭(thermal quenching)을 초래하고/하거나 재료 열화(발광성 재료, 또는 발광성 재료를 포함하는 매트릭스 재료, 또는 발광성 재료가 적용되는 기판 재료)를 초래하여, 루멘 저하(lumen depreciation), 수명 감소 및 파국적 시스템 고장으로 귀결될 수 있다. 이것은 특히 냉백(cool white) 광에 비하여 온백(warm white) 광의 생성을 위한 경우이며, 이것은 파장 변환 재료에서 더 많은 열 생성을 요구하기 때문이다.
비교적 높은 소스 휘도는 파장 변환 재료가 LED 칩 상에 적용되는 백색 LED들을 사용하여 달성될 수 있다는 생각이 든다. 이것은 작은 소스 크기로 귀결되기 때문이다. 그러나, 온백 LED들의 단점은 적색 발광성 재료 구성요소는 황색 구성요소보다 온도에 더 민감할 수 있고, 이것은 색점(colour point)의 온도 의존 및 어쩌면 시간에 따른 색 변화(colour shift)로 귀결될 수 있다.
대안적인 구성에서, 그 위에 발광성 재료 구성요소를 갖는 청색 InGaN 칩으로 구성된 효율적인 누르스름한 LED들이 적색 AlInGaP LED와 조합될 수 있다. 이들 방사체들로부터의 광의 적당한 비율들의 혼합은 또한 온백 광의 효율적인 생성으로 귀결될 수 있다. 그러나, 단점은 혼합이 결과적으로 비교적 낮은 휘도를 갖는 비교적 큰 소스를 초래하여, 이것을, 예를 들어, 스폿 램프에 부적합하게 만든다는 것이다. 다른 단점은 InGaN 대 AlInGaP LED 재료들의 온도 민감도의 큰 차이에서 발견되고, 그러한 시스템을 광속뿐만 아니라 색점에 관하여 본질적으로 불안정하게 만든다. 또한, 이 시스템은 목표 색점을 달성하기 위해 2개의 채널들 사이에 정확한 미세 조정을 갖는 2-채널 드라이버를 필요로 하여, 더 복잡하고, 더 부피가 크고, 더 값비싼 시스템으로 귀결된다. 마지막으로, 상이한 LED 재료 시스템들의 상이한 에이징(ageing)도, 매우 정확한 피드백 시스템이 구현되지 않는다면, 램프들 사이에 색 일관성을 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 양태는 바람직하게는 전술한 단점들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 미연에 방지하는 대안적인 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 원격 발광성 재료 광원의 휘도의 현저한 증가(약 10배)를 가능하게 할 수 있으면서, 원격 발광성 재료 LED 엔진들의 효능 증가의 적어도 일부를 제공하여, 예를 들어, 스폿 램프를 위한 보다 효율적인 LED 소스들로 귀결된다. 또한, 제안된 구성에 의하면, 발광성 재료 구성요소들의 온도가 낮추어질 수 있어, 보다 안정된 광원으로 귀결된다.
제1 실시예에서, 본 발명은 조명 장치로서,
a. 광원 광을 생성하도록 배열된 광원 - 광원은,
ⅰ. LED 광을 생성하도록 배열된 발광 장치(LED); 및
ⅱ. 제1 발광성 재료를 포함하는 캐리어를 포함하고, 캐리어는 LED와 접촉하고, 제1 발광성 재료는 LED 광의 적어도 일부를 제1 발광성 재료 광으로 변환하도록 배열됨 -; 및
b. 광원으로부터 떨어져서 배열되고, LED 광의 적어도 일부 또는 제1 발광성 재료 광의 적어도 일부, 또는 LED 광의 적어도 일부 및 제1 발광성 재료 광의 적어도 일부를 제2 발광성 재료 광으로 변환하도록 배열된 제2 발광성 재료의 투과성 배열
을 포함하는 조명 장치를 제공한다.
제안된 구성에 의하면, 원격 발광성 재료 개념의 LED 광 추출 이점을 이용함으로써 스폿 램프들을 위한 광원들의 효능이 증가될 수 있다.
본 발명은 스폿 조명에서 원격 발광성 재료 시스템들의 현재의 한계를 어떻게 극복하는지에 관한 실시예들을 제공한다. 또한, 다양한(적색-오렌지색) 원격 발광성 재료들과 함께 단 하나의 유형의 백색(또는 희끄무레한) 광원에 기초하여, 다양한 상관된 색 온도들을 갖는 광원들을 실현하는 매우 간단한 방법이 허용된다. 단순히 발광성 재료 부하 및/또는 투과성 배열의 광원까지의 거리를 변경하는 것, 및/또는 투과성 배열의 조사(irradiate)된 (부분) 영역을 변경하는 것에 의해, 조명 장치에 의해 생성된 광의 상관된 색 온도가 변경될 수 있다는 생각이 든다. 따라서, 본 발명은 또한 매우 간단한 방법으로, 즉, 적색 인광 물질 기여 및 황색-녹색 인광 물질 기여 모두를 조정할 필요조차 없이, 흑체 궤적(BBL: black body locus)을 따라 상관된 색 온도(CCT)를 조정하는 것을 가능하게 할 수 있다.
실시예에서, LED는 청색 방출 LED를 포함하고, 제1 발광성 재료는 황색-녹색 스펙트럼 범위의 주 파장을 갖는 광을 방출하도록 배열되고, 제2 발광성 재료는 적색-오렌지색 범위의 주 파장을 갖는 광을 방출하도록 배열된다.
특정한 실시예에서, LED는 청색 방출 LED를 포함하고, 제1 발광성 재료는 가닛(garnet)을 포함하는 3가 세륨, 산질화물을 포함하는 2가 유로퓸, 실리케이트를 포함하는 2가 유로퓸, 티오갈레이트(thiogallate)를 포함하는 2가 유로퓸으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 발광성 재료, 바람직하게는 적어도 가닛을 포함하는 3가 세륨을 포함하고, 제2 발광성 재료는 토류 알칼리 황화물(earth alkali sulphide)을 포함하는 3가 세륨 및 질화물을 포함하는 2가 유로퓸으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 발광성 재료, 바람직하게는 적어도 질화물을 포함하는 2가 유로퓸을 포함한다. 녹색으로 방출하는 (다른) 발광성 재료들의 예들은, 예를 들면, SrSiON:Eu(산질화물), 또는 (Sr,Ba,Ca)SiO4:Eu(실리케이트) 및 SrGa2S4:Eu(티오갈레이트)이다. (또 다른) 적색 발광성 재료의 예는 예를 들면 (Ca1 - xSrx)S:Ce(토류 알칼리 티오갈레이트)이다. 적합한 발광성 재료의 예들은 예를 들면 또한 WO0211173에 기술되어 있다.
특히 바람직한 것은 LED가 청색 방출 LED이고, 제1 발광성 재료는 가닛을 포함하는 3가 세륨을 포함하고, 제2 발광성 재료는 질화물을 포함하는 2가 유로퓸, 특히 나이트리도실리케이트(nitridosilicate)를 포함하는 2가 유로퓸을 포함하는 실시예이다. 또한, 바람직하게는 제2 발광성 재료는 CaAlSiN3:Eu를 포함한다.
캐리어의 몇몇 실시예들이 제안된다. 바람직하게는, 파장 변환 재료의 (주요) 부분이 LED와 긴밀히 접촉하여 적용되고, 이를 통해 캐리어에 의해 포함되는 발광성 재료에서 생성되는 열도 조명 장치의 하우징으로 또는 그 열을 열 싱크로 인도하는 조명 장치의 열 인터페이스로 전도되어 버릴 수 있다. 이것은 발광성 재료에서 생성되는 열(스토크스 손실(Stokes losses)뿐만 아니라 양자 효율 손실)의 대부분이 LED를 통한 전도를 통해 대기(ambient)로 전달될 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 캐리어는 바람직하게는 (LED와 접촉하는 것에 더하여) 열 싱크와도 접촉한다.
실시예에서, 캐리어는 발광성 세라믹을 포함한다. 광원(즉, LED 패키지) 내의 발광성 재료로는, LED와 양호하게 열 접촉하는, 투명한 또는 고도로 반투명의 발광성 요소(예를 들면, YAG:Ce 같은 가닛을 포함하는 3가 세륨과 같은 (거의 투명한) 발광성 세라믹)가 사용될 수 있다. 이런 식으로, 패키지로부터의 광 추출은 비교적 높고(다이 안으로의 광의 낮은 후방 산란 덕분에) 발광성 재료 온도는 다이의 온도에 가깝다.
다른 실시예에서, 캐리어는 발광성 재료 층을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 캐리어는 제1 발광성 재료를 포함하는, 수지와 같은, 봉지재(encapsulant)를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 발광성 재료 층 또는 발광성 세라믹과 같은, 캐리어는 봉지재에 의해 에워싸이고, 봉지재는 (또한) 발광성 재료를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 바람직하게는, 캐리어는 따라서 열 싱크와 접촉한다. 봉지재는 가시 광의 적어도 일부에 대하여 투과성(transmissive)이다. 투과성 수지들이 당업계에 알려져 있다. 봉지재들은 예를 들면 중합체 수지들 또는 규소 수지들 또는 한 실시예에서 졸 겔 기반 시스템일 수 있다.
상기 배열은 광원으로부터 떨어져서 배열된다. 투과성 배열에 대한 몇몇 실시예들이 제안된다. 실시예에서, 투과성 배열은 출구 창(exit window)에 코팅된 코팅을 포함하고, 코팅은 제2 발광성 재료를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 투과성 배열은 제2 발광성 재료를 포함하는 출구 창을 포함한다. 예를 들면, 그러한 출구 창은 (또한) 발광성 세라믹을 포함할 수 있다.
실시예에서, 출구 창은 공동 형상(hollow shape)을 갖고 광원을 적어도 부분적으로 에워싼다.
바람직하게는, LED로부터 떨어져 있는 제2 발광성 요소와 같은 적색 또는 적색-오렌지색 발광성 재료가 적용될 수 있다. 이들 발광성 재료들은 고도로 산란하는 것일 수 있고, 따라서 이 제2 요소에 부딪치는 광의 작은 부분만이 LED의 다이 위에 또는 LED의 패키지 위에 후방 산란되도록 LED로부터 떨어져서 적용될 때 시스템 효율을 상당히 개선할 수 있다.
또한, 바람직하게는 제2 발광성 요소로 캐리어(더 정확하게는, 캐리어에 의해 포함되는 발광성 재료)에 의해 변환된 광을 주로 흡수하여 그 광을 LED로부터의 펌프 광과 제2 발광성 재료에 의해 방출된 광 사이의 파장을 갖는 광으로 변환하는 발광성 재료가 선택되고; 이것은 감소된 스토크스 이동(Stokes shift) 덕분에 제2 요소에서 현저히 감소된 열 방출(heat dissipation)로 귀결될 수 있다. 그러므로, 바람직하게는 제2 발광성 재료는 제1 발광성 재료 광의 적어도 일부를 변환하도록 배열된다.
또한, 바람직하게는, 제2 발광성 요소로 이 요소 상에 높은 전력 밀도를 가능하게 하기 위해 낮은 열 켄칭을 나타내는 발광성 재료, 예를 들면, 질화물 발광성 재료가 선택된다.
또한, 다른 실시예에서, 투과성 요소(특히 배열이 포함하는 발광성 재료)는 이 제2 요소에서 생성되는 열을, 예를 들면, 램프의 하우징으로 인도할 수 있는 열 전도체와 양호하게 열 접촉하여 장착된다. 따라서, 바람직하게는 투과성 요소는 열 싱크와도 접촉한다. 이런 식으로, 발광성 재료에서 생성된 열은, 스토크스 이동 손실 및/또는 양자 효율 손실의 결과로서, 다른 곳으로 인도될 수 있고, 그에 의해 효율 손실을 최소화할 수 있다. 바람직하게는, 캐리어 및 투과성 배열은 열 싱크와 접촉한다.
다른 실시예에서, 투과성 배열이 포함하는 발광성 재료는, 이 요소에서의 열 전도를 강화하기 위해, 예를 들면, 발광성 재료를 높은 패킹 밀도까지 압착하는 것에 의해(이 경우 바람직하게는 열 전도를 강화하기 위해 매설 재료(embedding material)도 존재한다) 또는 (당업계에서 루미라믹(Lumiramic)으로도 알려진) 모놀리식 세라믹 발광성 재료를 적용하는 것에 의해, 빽빽한 패킹 밀도로 적용된다.
용어 "제1 발광성 재료"는 또한, 혼합물로서 제공될 수 있지만, 예를 들면 (인접한) 층들로서 제공될 수도 있는, 복수의 (제1) 발광성 재료를 지칭할 수도 있다. 용어 "제2 발광성 재료"는 또한, 혼합물로서 제공될 수 있지만, 예를 들면 (인접한) 층들로서 제공될 수도 있는, 복수의 (제2) 발광성 재료를 지칭할 수도 있다. 동일할 수 있는 또는 하류측 코팅(downstream coating)에 포함된 제2 발광성 재료와 다를 수 있는 제2 발광성 재료를 갖는 상류측 코팅(upstream coating)을 포함하는 투과성 재료와 같은 다른 실시예들도 가능할 수 있다.
놀랍게도 실질적으로 백색 광원 및 적색 또는 오렌지색-적색 원격 발광성 재료에 의하면, 비교적 쉽게 CCT가 변경될 수 있다. 그러므로, 실시예에서, 광원 광은, 흑체 궤적(BBL)의 15 SDCM(standard deviation of colour matching) 내의 색점을 갖는 백색광이다.
조명 장치는, (개장형(retrofit)) 스폿 라이트뿐만 아니라, 비-개장형(non-retrofit) 스폿 램프와 같은, 상이한 응용들을 위해 사용될 수 있다. 조명 장치는 주택, 병원, 상점 및 사무실 조명을 포함한, 일반 조명을 위해 사용될 수 있고, 또한 주간 주행등(daytime running light)과 같이 자동차에서도 사용될 수 있다. 제안된 구성들은 큰 면적 조명, 주변 조명(ambiance lighting)(예를 들면, 라이트 타일), 백라이팅(예를 들면, 포스터 박스), 다운라이터(downlighter), 백열(GLS) 또는 TL 개장형 램프와 같은 확산 개장형 램프(diffuse retrofit lamp), 및 월 워셔(wall washer)에서, 및 부피 및 빔 제약에 따라서, 많은 종류의 스폿 램프들에서 적용될 수 있다.
따라서, 실시예에서, 장치는 장치 광을 시준하기 위한 시준기(collimator)를 더 포함한다. 특히, 조명 장치는 제1 발광성 재료 광 및 제2 발광성 재료 광 및 선택적으로 LED 광을 포함하는 조명 장치 광을 생성하도록 배열될 수 있고, 조명 장치는 광원 및 투과성 배열을 적어도 부분적으로 에워싸고 조명 장치 광을 시준하도록 배열되는 시준기를 더 포함한다.
아래에서, 일부 양태들이 더 상세히 설명된다.
조명 장치
LED(들)에 관하여 캐리어 및 투과성 배열은 LED(들)의 하류측에 배열된다.
캐리어는 LED(들)와 접촉한다. 하나의 (보다 큰) 캐리어가 복수의 LED들 위에 배열될 수 있다. 또한, 각각이 캐리어를 포함하는 복수의 LED들이 적용될 수도 있다. 캐리어는 LED의 실질적으로 바로 하류측에 있고, 바람직하게는 LED 다이와 실질적으로 접촉한다. "LED와 접촉하는 캐리어"라는 구는 특히 캐리어의 적어도 일부가 다이의 적어도 일부와 접촉한다는 것을 나타낸다. 바람직하게는, 실질적으로 다이 전체가 캐리어(의 적어도 일부)와 접촉한다.
"상류측" 및 "하류측"이라는 용어들은 광 생성 수단(여기서는 특히 LED)으로부터의 광의 전파에 관하여 아이템들 또는 특징들의 배열과 관련이 있고, 광 생성 수단으로부터의 광의 빔 내의 제1 위치에 관하여, 광 생성 수단에 더 가까운 광의 빔 내의 제2 위치는 "상류측"이고, 광 생성 수단으로부터 더 멀리 있는 광의 빔 내의 제3 위치는 "하류측"이다.
조명 장치는 하나 이상의 광원들을 포함할 수 있다. 또한, 조명 장치는 하나 이상의 LED 및 하나 이상의 캐리어를 포함할 수 있고, 복수의 LED들 및 이 복수의 LED들과 접촉하는 캐리어를 갖는 실시예들을 포함한다.
투과성 배열은 바람직하게는, 광원(들)에 의해 생성된 실질적으로 모든 방사가 투과성 배열의 방향으로 지향되도록 배열된다. 즉, 투과성 배열은 광원(들)에 의해 방출된 광의 경로에 배치된다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 발광성 재료 및/또는 투과성 배열은 실질적으로 모든 광원(들)의 광을 수신한다. 실시예에서 투과성 배열과 광원(들) 사이의 거리는 제로가 아니므로, 광원, 투과성 배열 및 선택적으로 캐비티 벽들에 의해 에워싸인, 챔버(chamber) 또는 캐비티(cavity)가 있을 수 있다. 투과성 배열은 챔버 또는 캐비티에서의 내부 반사 후에 실질적으로 모든 광원(들)의 광을 수신할 수 있다.
제2 발광성 재료를 포함하는 투과성 배열은 특히 광원(들)의 광의 적어도 일부를 투과하도록 배열된다. 이런 식으로, (투과성 배열) 투과된 광원(들) 방사를 갖는 광원(들) 및 제2 발광성 재료 방사를 갖는 제2 발광성 재료는 (백색광과 같은) 미리 결정된 색의 광을 생성하도록 배열된다.
투과성 배열은 광원(들)에 지향된 상류측 면(upstream face) 및 조명 장치의 외부에 지향된 하류측 면(downstream face)을 갖는다.
출구 창의 하류측에 배열될 수 있는, 조명 장치의 광을 인도하거나 조명 장치의 광에 영향을 미치는, 시준기, 반사기, 광 가이드, 광학 층 등과 같은, 추가적인 광학체(optics)가 배제되지 않는다.
본 발명에 의하면, 매우 높은 효율 및 양호한 연색성(colour rendering)을 갖는, 그리고 지금은 또한 오프 상태에 있을 때 백색 또는 거의 색상 중립(colour-neutral)인 것 같이 보일 수 있는 원격 발광성 재료 모듈들이 실현될 수 있다. 투과성 요소의 하류측 표면 상에 하나 이상의 광학 층들 또는 코팅들을 적용하는 것에 의해 색상 중립 외관이 획득될 수 있다. 광학 층들은, 예를 들면, 산란하는 입자들, 산란하는 중합체들, 또는 이색성 광학 스택들(dichroic optical stacks)을 포함할 수 있다. 막과 같은, 투과성 배열 내에 또는 위에 제2 발광성 재료를 갖는 제어된 시스템들은 또한 롤투롤 공정(roll-to-roll processing)에 의한 값싼 대량 생산을 가능하게 하고, 동질화(homogenisation)와 효율 최적화를 결합한다. 대안적으로 투과성 배열의 형상 및 크기에서의 큰 융통성을 가능하게 하는 값싼 대량 생산 기술로서 사출성형이 이용될 수 있다.
선택적으로, 투과성 배열은 발광성 재료의 불균일한 분포를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 발광성 재료의 불균일한 분포는 튜닝 능력을 강화할 수 있다.
캐리어
캐리어는 바람직하게는 LED 다이와 직접 접촉한다. 캐리어는 제1 발광성 재료를 포함하는 봉지재를 포함할 수 있지만, 캐리어는 또한 LED 다이 위에 배열된, 발광성 세라믹(아래 참조)을 포함할 수도 있다. 캐리어는 또한 LED 다이 위에 배열된, 발광성 층을 포함할 수도 있다. 발광성 세라믹 및 발광성 층 양쪽 모두는, 선택적으로 제1 발광성 재료를 포함할 수도 있는, 봉지재에 의해 에워싸인다. 캐리어는 바람직하게는, 캐리어에서 생성된 열을 다른 곳으로 흐르게 하기 위하여, 열 싱크와 접촉한다.
LED 및 캐리어는 함께 "광원"으로서 표시된다.
반사기 및 캐비티
투과성 배열과 광원 사이의 제로가 아닌 거리는 예를 들면 광원은 캐비티 또는 챔버(상기 참조) 내에 배열되고, 투과성 배열은 수납 구조체(enclosing structure)의 일부인 실시예들에서 달성될 수 있다. 수납 구조체는 실질적으로 투과성 배열로 이루어질 수 있지만, 일반적으로, 수납 구조체의 일부만이 배열로 이루어진다. 수납 구조체의 다른 부분들은 인쇄 회로 기판(PCB; 때때로 인쇄 배선 기판(PWB)으로도 표시됨)일 수 있다.
실시예에서, 캐비티는 LED 광 및 선택적으로 발광성 재료 방사를 캐비티 안으로 다시 반사시키도록 배열된 캐비티 반사기를 포함하고, 캐비티 반사기는 가시 광의 수직 조사 하에 적어도 약 95%의, 특히 청색 영역에서 적어도 약 98%의 반사율을 갖는다.
특정한 실시예에서, 캐비티 반사기는 확산 반사기를 포함하고, 특히 확산 반사기이다. 실시예에서, 캐비티 반사기는 매트릭스 재료에 테플론, MCPET(micro-foamed polyethylene terephthalate), 및 미립자 TiO2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함한다. 다른 실시예에서, 캐비티 반사기는 정반사성(specular) 반사기를 포함하고, 보다 구체적으로는 정반사성 반사이다. 또 다른 실시예에서, 캐비티 반사기는 확산 및 정반사성 반사기를 포함한다. 예를 들면, 반사기는 부분적으로 정반사성이고 부분적으로 확산일 수 있다.
실시예에서, 캐비티는 원통, 입방체, 주사위꼴(cuboid)(직사각형 프리즘이라고도 함), 5각형 프리즘, 및 6각형 프리즘(즉, 6각형 형상)으로 이루어진 군으로부터 선택된 형태를 가질 수 있다. 특정한 실시예에서, 캐비티는 원통의 형태를 갖는다. 또 다른 특정한 실시예에서, 캐비티는 6각형 형상을 갖는다. 특히 6각형 형상/형태의 경우에, 캐비티 반사기는 정반사성 반사기 또는 확산 및 정반사성 반사기의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 캐비티 반사기는 원뿔꼴, 포물면, 또는 타원체 형상을 가질 수 있다.
LED 기반 광원들 내의 원격 발광성 재료는 시스템 효능에 관하여, 특히 낮은 색 온도(온백)를 갖는 광의 생성을 위해 매우 유리한 것처럼 보인다. 투과성 배열 또는 막 위에 발광성 재료 코팅을 적용하는 것은 소량의 광만이 LED에 다시 반사되고 거기서 그것은 다소 높은 흡수 가능성을 갖기 때문에 높은 시스템 효능으로 귀결될 수 있다. LED들로부터 떨어진 발광성 재료를 이용하는 것은 LED 패키지에 발광성 재료를 갖는 시스템들에 비하여 약 50%까지의 효능 이득으로 귀결될 수 있다.
LED 및 발광성 재료
실시예에서, LED는 청색 방사를 방출하도록 배열되고 제1 발광성 재료는 (a) 청색 LED 광의 적어도 일부를 흡수하고 녹색 방사를 방출하도록 배열된 녹색 발광성 재료를 포함하고, (b) 제2 발광성 재료는 청색 LED 광의 적어도 일부, 또는 녹색 방사의 적어도 일부, 또는 청색 방사의 적어도 일부 및 녹색 방사의 적어도 일부 양쪽 모두를 흡수하고 적색 방사를 방출하도록 배열된 오렌지색-적색 및/또는 적색 발광성 재료를 포함한다. 이런 식으로, (미리 결정된 색의) 조명 장치 광은 백색광일 수 있다. 여럿 가운데서 LED 전력, 청색 LED 광 스펙트럼, 및 발광성 재료 양에 따라서, 상이한 색 온도의 백색광이 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, LED는 청색 방사를 방출하도록 배열되고 제1 발광성 재료는 (a) 청색 방사의 적어도 일부를 흡수하고 황색 방사를 방출하도록 배열된 황색 발광성 재료를 포함하고, (b) 제2 발광성 재료는 청색 LED 광의 적어도 일부, 또는 황색 방사의 적어도 일부, 또는 청색 방사의 적어도 일부 및 황색 방사의 적어도 일부 양쪽 모두를 흡수하고 적색 방사를 방출하도록 배열된 오렌지색-적색 및/또는 적색 발광성 재료를 포함한다. 이 적색 발광성 재료는 여럿 가운데서 CRI를 더 개선하기 위해 적용될 수 있다.
실시예에서, 조명 장치는 2 내지 100, 예컨대 4 내지 64 정도와 같은, LED 광을 방출하도록 배열된 복수의 발광 다이오드들(LED들)을 포함한다.
여기서 백색광이라는 용어는 숙련된 당업자에게 알려져 있다. 그것은 특히 약 2000 내지 20000 K, 특히 2700-20000 K 사이의, 일반 조명을 위해 특히 약 2700 K와 6500 K의 범위의, 및 백라이팅 목적을 위해 특히 약 7000 K와 20000 K의 범위의, 및 특히 BBL로부터 약 15 SDCM(standard deviation of colour matching) 내의, 특히 BBL로부터 약 10 SDCM 내의, 한층 더 특히 BBL로부터 약 5 SDCM 내의 상관된 색 온도(CCT)를 광과 관련이 있다.
"청색광" 또는 "청색 방사"라는 용어들은 특히 약 410 내지 490 nm의 범위의 파장을 갖는 광과 관련이 있다. "녹색광"이라는 용어는 특히 약 500 내지 570 nm의 범위의 파장을 갖는 광과 관련이 있다. "적색광"이라는 용어는 특히 약 590 내지 650 nm의 범위의 파장을 갖는 광과 관련이 있다. "황색광"이라는 용어는 특히 약 560 내지 590 nm의 범위의 파장을 갖는 광과 관련이 있다.
이들 용어들은 특히 발광성 재료는 예를 들면 각각 약 500 내지 570 nm, 약 590 내지 650 nm, 및 약 560 내지 590 nm의 범위 밖의 파장(들)을 갖는 방사를 갖는 광대역 방사를 가질 수 있다는 것을 배제하지 않는다. 그러나, 그러한 발광성 재료들의(또는 각각, LED의) 방사들의 주 파장은 각각 여기에 주어진 범위들 내에서 발견될 것이다. 따라서, "범위의 파장을 갖는"이라는 문구는 특히 방사가 그 지정된 범위 내의 주 방사 파장을 가질 수 있다는 것을 나타낸다.
특히 선호되는 발광성 재료들은 특히 각각 3가 세륨 또는 2가 유로퓸으로 도핑된 가닛들 및 질화물들로부터 선택된다.
가닛들의 실시예들은 A3B5O12 가닛들을 포함하고, 여기서 A는 적어도 이트륨 또는 루테튬을 포함하고 B는 적어도 알루미늄을 포함한다. 그러한 가닛은 세륨(Ce)으로, 프라세오디뮴(Pr)으로, 또는 세륨과 프라세오디뮴의 조합으로 도핑될 수 있지만, 특히 Ce로 도핑될 수 있다. 특히, B는 알루미늄(Al)을 포함하지만, B는 또한 부분적으로 갈륨(Ga) 및/또는 스칸듐(Sc) 및/또는 인듐(In)을, 특히 Al의 약 20%까지, 더 특히 Al의 약 10%까지 포함할 수 있고(즉, B 이온들은 본질적으로 90 이상의 몰 %의 Al 및 10 이하의 몰 %의 Ga, Sc 및 In 중 하나 이상으로 이루어진다); B는 특히 약 10%까지의 갈륨을 포함할 수 있다. 다른 변형으로, B 및 O는 적어도 부분적으로 Si 및 N으로 대체될 수 있다. 원소 A는 특히 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb) 및 루테튬(Lu)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, Gd 및/또는 Tb는 특히 A의 약 20%의 양까지만 존재한다. 특정한 실시예에서, 가닛 발광성 재료는 (Y1 - xLux)3B5O12:Ce를 포함하고, 여기서 x는 0과 같거나 그보다 크고 1과 같거나 그보다 작다.
":Ce"라는 용어는 발광성 재료 내의 금속 이온들의 일부(즉, 가닛들에서, "A" 이온들의 일부)가 Ce로 대체된다는 것을 나타낸다. 예를 들면, (Y1 - xLux)3Al5O12:Ce를 가정할 때, Y 및/또는 Lu의 일부가 Ce로 대체된다. 이러한 표기법은 숙련된 당업자에게 알려져 있다. Ce는 일반적으로 10% 이하에 대하여 A를 대체할 것이고; 일반적으로, Ce 농도는 (A에 관하여) 0.1 내지 4%, 특히 0.1 내지 2%의 범위에 있을 것이다. 1% Ce 및 10% Y를 가정할 때, 전체 완전한 식은 (Y0 .1Lu0 .89Ce0 .01)3Al5O12일 수 있다. 가닛들 내의 Ce는, 숙련된 당업자에게 알려진 바와 같이, 실질적으로 또는 단지 3가 상태에 있다.
적색 발광성 재료는 실시예에서 (Ba,Sr,Ca)S:Eu, (Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu 및 (Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함한다. 이들 화합물들에서, 유로퓸(Eu)은 실질적으로 또는 단지 2가이고, 표시된 2가 양이온들 중 하나 이상을 대체한다. 일반적으로, Eu는 양이온의 10% 초과의 양으로 존재하지 않을 것이고, 특히 그것이 대체하는 양이온(들)에 관하여 약 0.5 내지 10%의 범위, 더 특히 약 0.5 내지 5%의 범위로 존재할 것이다. ":Eu"라는 용어는 금속 이온들의 일부가 Eu로(이들 예들에서는 Eu2 +로) 대체된다는 것을 나타낸다. 예를 들면, CaAlSiN3:Eu에서 2% Eu를 가정할 때, 정확한 식은 (Ca0 .98Eu0 .02)AlSiN3일 수 있다. 2가 유로퓸은 일반적으로, 2가 알칼리 토류 양이온들, 특히 Ca, Sr 또는 Ba와 같은, 양이온들을 대체할 것이다.
재료 (Ba,Sr,Ca)S:Eu는 또한 MS:Eu로 표시될 수 있고, 여기서 M은 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 칼슘(Ca)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고; 특히, M은 이 화합물에서 칼슘 또는 스트론튬, 또는 칼슘 및 스트론튬, 더 특히 칼슘을 포함한다. 여기서, Eu가 도입되고 M의 적어도 일부(즉, Ba, Sr, 및 Ca 중 하나 이상)를 대체한다.
또한, 재료 (Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu는 또한 M2Si5N8:Eu로 표시될 수 있고, 여기서 M은 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 칼슘(Ca)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고; 특히, M은 이 화합물에서 Sr 및/또는 Ba를 포함한다. 더 구체적인 실시예에서, M은 (Eu의 존재를 고려하지 않고) Sr 및/또는 Ba로 이루어지고, 예를 들면 Ba1 .5Sr0 .5Si5N8:Eu(즉, 75% Ba; 25% Sr)와 같이, 특히 50 내지 100%, 특히 50 내지 90% Ba 및 50 내지 0%, 특히 50 내지 10% Sr로 이루어진다. 여기서, Eu가 도입되고 M의 적어도 일부(즉, Ba, Sr, 및 Ca 중 하나 이상)를 대체한다.
마찬가지로, 재료 (Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu는 또한 MAlSiN3:Eu로 표시될 수 있고, 여기서 M은 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 칼슘(Ca)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고; 특히, M은 이 화합물에서 칼슘 또는 스트론튬, 또는 칼슘 및 스트론튬, 더 특히 칼슘을 포함한다. 여기서, Eu가 도입되고 M의 적어도 일부(즉, Ba, Sr, 및 Ca 중 하나 이상)를 대체한다.
여기서 발광성 재료라는 용어는 특히 무기 발광성 재료와 관련이 있고, 이것은 또한 때때로 발광성 재료로 표시된다. 이들 용어들은 숙련된 당업자에게 알려져 있다.
바람직하게는, 실시예에서 제2 발광성 재료는 (Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu, 바람직하게는 CaAlSiN3:Eu를 포함한다. 또한, 전자(former)와 조합될 수 있는, 다른 실시예에서, 제2 발광성 재료는 (Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu, 바람직하게는 (Sr,Ba)2Si5N8:Eu를 포함한다. "(Ca,Sr,Ba)"라는 용어는 대응하는 양이온이 칼슘, 스트론튬, 또는 바륨으로 차지될 수 있다는 것을 나타낸다. 그것은 또한 그러한 재료에서 대응하는 양이온 위치들이 칼슘, 스트론튬 및 바륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온들로 차지될 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서, 이 재료는 예를 들면 칼슘 및 스트론튬, 또는 스트론튬만, 등등을 포함할 수 있다.
숙련된 당업자에게 명백할 바와 같이, 제1 발광성 재료들의 조합들도 적용될 수 있다. 마찬가지로, 제2 발광성 재료의 조합들도 적용될 수 있다.
또한, 숙련된 당업자에게 명백할 바와 같이, 조명 장치를 최적화하기 위해 구성 원소들, 활성물 농도, 입자 크기 등 중 하나 이상에 관하여 발광성 재료(들)의 최적화, 또는 발광성 재료 조합(들)에 관하여 최적화가 적용될 수 있다.
투과성 배열
특히 광원으로부터(즉, 특히 캐리어로부터) 제로가 아닌 거리에, 투과성 배열이 배열된다.
여기서 "투과성"이라는 용어는 실시예에서 투명을 지칭할 수 있고 다른 실시예에서 반투명을 지칭할 수 있다. 이들 용어들은 숙련된 당업자들에게 알려져 있다. 투과성은 특히 전체 가시 범위(즉, 약 380 내지 680 nm)의 하나 이상의 부분들에서, 투과성 배열에 의한 광의 투과는, 예를 들면, 적어도 약 2%, 더 특히 적어도 약 5%, 한층 더 특히 적어도 약 10%이다(그 광으로 투과성 배열을 수직 조사하는 조건에서). 청색광을 제공하는 광원을 가정할 때, 바람직하게는 청색광의 적어도 일부는 투과성 배열에 의해 투과될 수 있다. 또한, 제2 발광성 재료의 상류측 배열을 가정할 때, 바람직하게는 제2 발광성 재료(들)에 의해 생성된 방사의 적어도 일부는 투과성 배열에 의해, 예를 들면 적어도 약 2%, 더 특히 적어도 약 5%, 한층 더 특히 적어도 약 10%(그 광으로 투과성 배열을 수직 조사하는 조건에서), 및 바람직하게는 더 높게, 예를 들면 적어도 약 20%, 예컨대 적어도 약 40%가 투과된다.
투과성 배열은 자기 지지(self supporting)일 수 있지만, 그것은 실시예에서, 예를 들면 (예를 들면 장치의 캐비티 벽들 사이에서) 신장되는 유연한 막일 수도 있다. 투과성 배열은 플레이트와 같이, 실질적으로 평평한 형상을 가질 수 있지만, 다른 실시예에서 예를 들면 돔(dome) 같은 실질적으로 볼록한 형상일 수 있다.
투과성 배열은 실시예에서 유기 재료를 포함할 수 있다. 선호되는 유기 재료들은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PC(폴리카르보네이트), P(M)MA(폴리(메틸)메타크릴레이트), PMMI(폴리메틸 메타크릴레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PDMS(폴리다이메틸실록산), 및 COC(사이클로 올레핀 공중합체)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 폴리카르보네이트는 예를 들면 양호한 결과를 제공하였다.
그러나, 다른 실시예에서 투과성 배열은 무기 재료를 포함한다. 선호되는 무기 재료들은 유리, (용융) 석영, 세라믹, 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
전술한 바와 같이, 투과성 배열은 제2 발광성 재료의 적어도 일부를 포함한다. 투과성 배열이 제2 발광성 재료를 포함한다는 사실은 (제2) 발광성 재료의 일부가 조명 장치 내의 어떤 다른 곳에 배열될 수 있다는 것을 배제하지 않지만, 특정한 실시예에서, 실질적으로 모든 제2 발광성 재료가 투과성 배열에 의해 포함된다. "투과성 배열은 제2 발광성 재료를 포함한다"라는 문구는 제2 발광성 재료가 투과성 배열에 매설되어 있는 투과성 배열, 제2 발광성 재료 자체인 투과성 배열, 제2 발광성 재료를 포함하는 하류측 코팅(출구 창으로 향하는 측면)을 갖는 투과성 배열, 제2 발광성 재료를 포함하는 상류측 코팅(LED(들)로 향하는 측면)을 포함하는 투과성 배열, 제2 발광성 재료를 포함하는 상류측 및 하류측 양쪽 코팅을 포함하는 투과성 배열, 및 이들 선택사항들 중 둘 이상의 조합, 예를 들면, 제2 발광성 재료 자체이면서 제2 발광성 재료를 갖는 하류측 코팅을 갖는 투과성 배열로 이루어진 군으로부터 선택된 투과성 배열과 관련이 있을 수 있다.
제2 발광성 재료는 또한 발광성 재료들의 조합일 수도 있으므로, 이들 발광성 재료들은 조합으로서 배열될 수 있지만, 또한 상이한 위치들에 배열될 수도 있다. 예를 들면, 투과성 재료 자체에 매설된 제2 발광성 재료를 포함하는 또는 발광성 재료 자체인 투과성 배열이, 그 투과성 배열 상의 하나 이상의 상류측 또는 하류측 코팅들에 매설된 "제3" 발광성 재료와 함께, 제공될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 투과성 배열은 코팅을 포함하는 상류측 면을 갖고, 코팅은 제2 발광성 재료의 적어도 일부를 포함한다. 그러한 실시예는 제2 발광성 재료의 원격 위치(즉, LED로부터 원격)로부터 및 출구 창으로부터의 상대적인 원격 위치(백색광으로 조명될 때 출구 창의 색의 포화도 저하(desaturation))로부터 모두 이익을 얻을 수 있다.
특정한 실시예에서, 제2 발광성 재료의 적어도 일부는 투과성 세라믹 발광성 재료를 포함하고, 투과성 배열은 투과성 세라믹 발광성 재료를 포함한다. 따라서, 이 실시예에서, 투과성 배열은 발광성 세라믹이다. 특히 적합한 발광성 세라믹은, 여기에 설명된 바와 같이, 가닛을 포함하는 세륨에 기초하거나, 니트리도실리케이트를 포함하는 (2가) 유로퓸에 기초한다. 투과성 세라믹 층들 또는 발광성 세라믹들, 및 그들의 준비 방법은 당업계에 알려져 있다. 예를 들면 미국 특허 출원 일련 번호 10/861,172(US2005/0269582), 미국 특허 출원 일련 번호 11/080,801(US2006/0202105), 또는 WO2006/097868, WO2007/080555, US2007/0126017 및 WO2006/114726이 참조된다. 상기 문헌들, 및 특히 이들 문헌들에서 제공된 세라믹 층들의 준비에 관한 정보는 여기에 참고로 통합된다.
LED에 발광성 재료를 배열하는 대신에 제2 발광성 재료를 포함하는 투과성 세라믹 층의 배열은 제2 발광성 재료와 광원 사이의 제로가 아닌 거리를 허용한다. 이 거리는 여기서 dLL(제2 발광성 재료 광원 거리)로 표시된다. 거리 dLL은 특히 최단 거리이다. 이것은 실시예에서, 광원과 제2 발광성 재료 사이의 어떤 최단 거리도 0 mm보다 크다는 것을 의미한다. 실시예에서 제2 발광성 재료 광원 거리(dLL)는 0.1 내지 50 mm의 범위, 특히 0.1 내지 30 mm, 더 특히 0.1 내지 1.5 mm의 범위, 예를 들면 적어도 0.2 mm, 예컨대 0.5 내지 2 mm, 또는 약 1 내지 30 mm, 예컨대 1 내지 15 mm의 범위에 있다.
조명 장치는 둘 이상의 투과성 배열들을 포함할 수 있고, 그러한 투과성 배열들 중 하나 이상은, 아마 상이한 발광성 재료 LED 거리들(dLL)을 갖는 발광성 재료를 포함한다. 둘 이상의 투과성 배열들은 예를 들면 상이한 발광성 재료들을 포함한다.
본 발명의 실시예들은, 단지 예로서, 첨부된 개략 도면들을 참조하여 설명될 것이고, 첨부된 도면들에서 대응하는 참조 부호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 조명 장치의 비제한적인 수의 가능한 구성들을 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 조명 장치의 비제한적인 수의 실시예들을 단면도로 개략적으로 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 조명 장치의 비제한적인 수의 실시예들을 단면도로 개략적으로 도시한다.
도 4는 조명 장치의 실시예를 단면도로 개략적으로 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 조명 장치들의 광학적 결과들을 도시한다.
본질적인 요소들만이 도시되어 있다. 숙련된 당업자들에게 알려진, 드라이버 같은 다른 요소들, 광학 필터 같은 추가적인 광학체, 시준기(도 4는 제외), 피팅 등은 개략 도면들에 도시되어 있지 않다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 조명 장치(10)의 실시예들을 개략적으로 도시한다. 조명 장치(10)는 광원(100) 및 이 광원(100)으로부터 원격의 투과성 배열(200)을 포함한다. 광원(100)은 광원 광(101)을 생성하도록 배열되고, LED 광(111)을 생성하도록 배열된 발광 장치(LED)(110) 및 제1 발광성 재료(130)를 포함하는 캐리어(120)를 포함한다. 캐리어(120)는 LED(110)와 접촉한다. 제1 발광성 재료(130)는 LED 광(111)의 적어도 일부를 제1 발광성 재료 광(131)으로 변환하도록 배열된다.
제2 발광성 재료(230)의 투과성 배열(200)은 광원(100)으로부터 떨어져서 배열되고 LED 광(111)의 적어도 일부 또는 제1 발광성 재료 광(131)의 적어도 일부, 또는 LED 광(111)의 적어도 일부 및 제1 발광성 재료 광(131)의 적어도 일부를 제2 발광성 재료 광(231)으로 변환하도록 배열된다. 그에 의해, 조명 장치 광(11)이 생성된다.
도 1a는 발광성 재료 층 또는 발광성 세라믹으로서 캐리어(120)를 개략적으로 도시한다. 도 1b는 제1 발광성 재료(130)를 포함하는, 수지와 같은, 봉지재(123)로서 캐리어(120)를 개략적으로 도시한다.
도 1c는 또한 광선들의 전파를 개략적으로 도시한다. 먼저, 캐리어(120)는 LED(110)의 바로 하류측에 있다는 것에 유의한다. 또한, 투과성 배열(200)은 캐리어(120)로부터(따라서 LED(110)로부터도) 하류측에 그리고 떨어져 있다. LED(110)는 LED 광(111)을 생성한다. 또한, 캐리어(120), 또는 더 정확하게는 캐리어(120)에 의해 포함되는 제1 발광성 재료(130)는 LED 광(111)의 흡수로 인해 제1 발광성 재료 광(131)을 생성한다. 이런 식으로, 발광성 재료 광(131) 및 선택적으로 LED 광(111)을 포함하는, 광원 광(101)이 생성된다.
이 광원 광(101)은 투과성 배열(200)에 의해 적어도 부분적으로 투과되고 적어도 부분적으로 흡수될 수 있다. 투과성 배열(200)은 제2 발광성 재료(230)를 포함하고, 이것은 LED 광(111)의 흡수 및/또는 제1 발광성 재료 광(131)의 흡수와 동시에 제2 발광성 재료 광(231)을 방출한다. 이런 식으로, 투과성 배열(200)의 하류측에, 조명 장치 광(11)이 발견된다. 이 조명 장치 광(11)은 제2 발광성 재료 광(231), 제1 발광성 재료 광(131) 및 선택적으로 LED 광(111)을 포함한다.
도 2a 및 도 2b는 배열(200)이, 광원(100)을 적어도 부분적으로 에워싸는 돔(dome), 특히 하프 돔(half dome)인 실시예들을 개략적으로 도시한다. 이런 식으로, 캐비티 또는 챔버(50)가 생성된다. 양쪽 예들에서, 제1 발광성 재료(130)는 캐리어(120)에 의해 포함되고, 캐리어는 예로서 발광성 세라믹(121) 또는 발광성 층이다. 양쪽 예들에서, 제1 캐리어(120)는 봉지재(123)(이것은 이들 실시예들에서 제1 발광성 재료(130)를 포함하지 않을 수 있다)에 의해 에워싸인다. 광원(100)은 PCB와 같은 지지물 위에 배열된다. 지지물은 또한 열 싱크(12)로서 표시된다. 열 연결부는 도면부호 13으로 표시된다. 캐비티(50)는 또한 이 지지물의 부분들에 의해 형성될 수 있지만, 선택적으로 반사기들에 의해 형성될 수도 있다. 양쪽 실시예들에서, 반사기들(14)은 캐비티에 통합된다. 이런 식으로, 캐비티(50)로부터의 아웃커플링(outcoupling)이 최적화될 수 있다.
바람직하게는 제1 발광성 재료는 비교적 높은 반투명성(동일한 색점을 달성하기 위해 분말 발광성 재료 현탁액에 대한 것보다 실질적으로 더 높음) 그리고 LED 다이에 대한 비교적 높은 열 전도(다시 규소 고무 매트릭스 재료 내의 분말 발광성 재료 현탁액에 대한 것보다 실질적으로 더 높음)를 갖는 모놀리식 세라믹 발광성 요소의 형태로 적용된다.
제2 발광성 재료(230)로서 표시된, 원격 발광성 요소는 자기 지지 발광체, 예를 들면, 모놀리식 발광성 세라믹 또는 폴리카르보네이트와 같은 매트릭스 재료에 분산된 분말 발광성 재료이거나, 발광성 재료 코팅을 갖는 지지 구조물, 예를 들면, 내면 상에 발광성 재료 코팅을 갖는 유리 또는 세라믹(예를 들면 YAG) 구면 쉘(spherical shell)이다. 외면 상에 제2 발광성 재료(230) 코팅을 적용할 때, 바람직하게는 발광성 재료 입자들이 매트릭스 재료, 예를 들면, 졸 겔 재료에 매설된다. 바람직하게는 비교적 높은 온도를 가능하게 하기 위해 원격 제2 발광성 재료(230)에서 무기 재료들만이 사용된다. 바람직하게는 배열은 열 싱크에의 양호한 열 접촉을 갖는, 알루미나 세라믹과 같은 비교적 양호한 열 전도체이다.
배열(200)의 표면적은 바람직하게는 다이의 표면적보다 적어도 10배 더 크다. 또한, 배열(200)은 바람직하게는 LED 다이 또는 LED 다이의 봉지재(즉, LED의 일차 광학체(primary optic) 또는 렌즈)와 배열(200) 사이에 에어 갭(air gap)이 남아 있도록 장착된다.
도 2a는 제1 발광성 재료(130)가 발광성 세라믹(121)에 포함되고 제2 발광성 재료(230)가 배열(200)에 매설되는 요소를 개략적으로 도시한다. 이 배열(200)은 여기서 출구 창(300)(예를 들면 폴리카르보네이트(PC) 또는 (모놀리식) 발광성 세라믹)으로서 도시되어 있다. 도 2b는 제1 발광성 재료(130)가 또한 발광성 세라믹(121)에 의해 포함되고, 제2 발광성 재료(230)가 출구 창(300)에, 여기서 출구 창(300)의 상류측 면에 코팅된 코팅(201)에 의해 포함되는 실시예를 개략적으로 도시한다. 제2 발광성 재료(230)를 포함하는 출구 창(300)은 (또한) 배열(200)로서 표시되어 있다.
도 3a 내지 도 3d는 복수의 LED(110) 및/또는 복수의 캐리어(120)를 갖는 실시예들을 개략적으로 도시한다. 예로서, 출구 창(300)은 제2 발광성 재료(230) 또는 (모놀리식) 발광성 세라믹을 포함하는 중합체 매트릭스와 같은, 제2 발광성 재료(230)를 포함하는 투과성 캐리어로서 도시되어 있다. 캐비티(50)의 바닥의 일부 또는 벽들은 반사기(14)를 구비한다.
도 3a 내지 도 3d는 원격 발광성 재료(230)에서의 감소된 열 방출에 의해 비교적 높은 소스 휘도를 가능하게 하는 부분 원격 발광성 재료(230)를 갖는 광원들(100)의 몇몇 실시예들을 개략적으로 도시한다.
예로서, 도 3a에서, 하나의 광원(100)은 발광성 재료 층(122)으로서 제1 발광성 재료(130)를 포함하고(왼쪽 광원(100)), 또 하나의 광원(100)은 발광성 세라믹(121)으로서 제1 발광성 재료(130)를 포함한다(오른쪽 광원(100)). 양쪽 광원들(100)에서, 발광성 재료(130)는 봉지재(123)에 의해 에워싸인다. (적색 또는 적색-오렌지색)(세라믹 발광성) 배열(200)은 열 싱크(12)와 열 접촉하여 장착된다.
도 3b는 LED 패키지 내의 황색 방출 세라믹 색 변환기와 같은, 단일 캐리어(120)와 결합된 다수의 청색 LED들(110)을 개략적으로 도시한다.
도 3c는 광원들(100) 위에 장착된 돔 형상 쉘(dome-shaped shell)로서, 모놀리식 세라믹 발광성 재료(230)와 같은, 배열(200)을 개략적으로 도시한다.
도 3d는 LED들(110) 및 황색 및 녹색 발광성 세라믹 캐리어들(120)을 포함하는 광원들(100)과, 특히 세라믹(적색 또는 적색-오렌지색) 원격 발광성 재료(230)를 포함할 수 있는, 공통 배열(200)의 조합을 갖는 실시예를 개략적으로 도시한다. "적색 또는 적색-오렌지색 발광성 재료"라는 용어 및 유사한 용어들은, 각각, 가시 스펙트럼의 적색 또는 오렌지색 부분의 방사를 방출하는 발광성 재료들을 나타낸다.
도 4는 시준기(16)를 더 포함하는, 본 발명의 조명 장치(10)의 실시예를 개략적으로 도시한다. 숙련된 당업자에게는 명백할 바와 같이, 시준기(16)의 사용은 여기에 표시된 광원(100) 및 배열(200)의 특정한 구성에 국한되지 않고, 시준기(16)는 또한 도 3a 내지 도 3d에 표시된 것과 같은 다른 구성들을 위해 이용될 수도 있다. 시준기(16)는 지지물(13)과 열 접촉하고 따라서 열 싱크(12)의 일부가 될 수 있다.
도 5a에는 5000 K 바로 위의 상관된 색 온도를 갖는 냉백 LED들 및 적색 질화물 발광성 재료를 포함하는 원격 발광성 재료를 포함하는 광원을 이용하여 측정된 일부 스펙트럼들(W/nm 단위의 전력 밀도 대 nm 단위의 파장)이 도시되어 있다. 이 도면에서, 냉백 LED들 및 적색 방출 원격 발광성 재료 요소로 획득된 실험 스펙트럼들이 도시되어 있고, 여기서는 원격 발광성 재료의 층 두께만이 변경된다. 다양한 원격 발광성 재료 부하들을 이용하여 획득된 상관된 색 온도들이 도면에 표시되어 있고, 약 1800 K 이상의 범위이지만, 백색 LED들의 색 온도(이 경우 약 5100 K)까지 증가할 수 있다. 약 440 nm에서는, 높은 강도로부터 낮은 강도까지, 각각, 5120 K, 3470 K, 2730 K, 2280 K 및 1790 K의 곡선들이 표시되어 있다. 약 550 nm에서는, 그 순서가 동일하고; 650 nm에서는, 그 순서가 반대로 되고, 1790 K의 곡선은 이 파장에서 최고 강도를 제공하고, 5120 K의 곡선은 최저 강도를 제공한다.
도 5b에는, 600 내지 630 nm의 주 파장을 갖는 적색 LED들로부터의 광과 조합하여 백색광으로 귀결되는, 황색 발광성 재료 및 청색 LED들로부터의 광 방사에 대하여 US7213940B1에서 청구된 색도 영역이 표시되어 있다. 또한 본 발명의 명세서에서 설명된 설계 규칙에 따라서 실현된 LED 모듈에서 사용되는 냉백 LED들의 색도 좌표들, 및 몇몇 원격 발광성 재료 구성요소들(여기서는 발광성 재료 부하만이 변경되었다)을 갖는 모듈의 좌표들이 표시되어 있다. 그래프로부터 백색 방사체들은 전술한 선행 기술 특허에서 청구된 범위의 밖에 있다는 것이 명백하다. 또한, 이 발명 명세서에 의해 정의된 시스템들에 의하면, US7213940B1에 따라 구성된 시스템들에 의한 경우보다 훨씬 더 넓은 범위의 색 온도들이 실현될 수 있는데, 이는 원격 발광성 재료 구성요소가 청색뿐만 아니라, 황색-녹색 광을 변환하고, 그 결과 백색 LED들은 모듈에 의해 방출된 광의 상위 색 온도만을 정의하는 반면, 실제 색 온도는 적색 발광성 재료 층 두께에 의해 결정되기 때문이다.
또한 이 도면에서 결과의 색점들은 변화하는 구동 또는 주위 조건들에 따라 거의 변화하지 않으며, 또한 색점들은 흑체 궤적에 매우 가까운 반면 적색 원격 발광성 재료의 층 두께만이 변경된다는 것이 관찰된다. 이것은 상이한 색 온도들을 갖는 제품들의 매우 간단한 실현을 가능하게 하는데, 이는 모든 이들 제품들에 대하여 동일한 LED들 및 동일한 발광성 재료가 사용될 수 있기 때문이다. 본 발명에 따른 조명 장치는 (따라서) 또한 약 15 SDCM 이내, 특히 약 10 SDCM 이내, 한층 더 특히 약 5 SDCM 이내와 같은, BBL에 훨씬 더 가까운 색점을 갖는 광을 제공할 수 있다.
LED 벽 플러그 효율 및 적색-녹색 및 적색-오렌지색 발광성 재료들의 양자 효율에 대하여 현재 달성 가능한 값들에 의하면, LED 및 2개의 발광성 재료들에서의 상대적인 열 생성이 결정될 수 있고; 3000K의 색 온도에 대한 결과들이 표 1에 제시되어 있다.
Figure pct00001
다음의 표(표 2)에서, 원격 발광성 재료 요소에서의 상대 열 방출은 (표 1의 데이터로부터 추출될 수 있는 바와 같이) 파라미터로서 구성에 의해 계산된다.
Figure pct00002
이들 결과들로부터 원격 발광성 재료 요소에서의 열 방출은 제2 (원격) 발광성 요소에서 적색 발광성 재료만을 적용하고 이 발광성 재료를 주로 녹색 발광성 재료로부터의 광에 의해 펌핑할 때 5배 감소될 수 있다고 결론지어질 수 있다. 비록 후자는 적색광을 생성할 때 이중 QE 손실로 인해 조금 덜 효율적이지만, 그것은 원격 발광성 재료의 현저히 더 낮은 열 부하로 귀결된다. 그러므로, 이 접근법에 의하면 광원의 휘도는, 원격 발광성 재료 구성요소에 대한 동일한 열 제한(thermal restrictions)을 가정할 때, 완전한 원격 발광성 재료 적용을 갖는 광원에 비하여 5배 증가될 수 있다. 원격 발광성 재료 구성요소에 대하여 무기 재료들만의 적용에 의해 현저한 추가적인 휘도 증가가 가능하게 된다. 비록 일부 적색 발광성 재료들에 대하여 이것은 그들의 열 켄칭에 의해 제한되지만, 적어도 (Ca,Ba,Sr)AlSiN3:Eu) 적색 대 적색-오렌지색 방출 질화물 발광성 재료의 부류에 대하여 이것은 소스 휘도의 추가적인 배가를 가능하게 할 것이다. 전체적으로 본 발명에 따른 광원 구성들에 대하여 완전히 원격의 발광성 재료 광원들에 관하여 10배의 휘도 증가가 기대될 수 있다.
그러므로, 전술한 수단에 따르면 요구되는 파장 변환의 상당한 부분, 바람직하게는 대부분의 원인이 되고 또한 발광성 재료 요소로부터 LED 패키지의 기판으로의 효율적인 열 전달로 귀결되는 낮은 광 산란 특성을 갖는 (캐리어로서 표시된) 제1 발광성 요소가 LED 패키지에(LED 다이 위에) 적용되고, 비교적 낮은 열 방출과 함께 광의 상당한 부분, 바람직하게는 상대적인 작은 부분을 변환하기 위해 LED로부터 어떤 거리를 두고 위치하고 따라서 비교적 높은 휘도에서조차 비교적 서늘한 상태로 있는 비교적 높은 광 산란 특성을 가질 수 있는 제2 발광성 요소가 존재하는 LED 스폿 램프 구성이 제안된다. 이 효과를 개선하기 위해, 제2 (원격) 발광성 요소는 그것이 주로, 또는 LED 상의 (캐리어로서 표시된) 발광성 요소로부터 방출된 광의 적어도 일부를 변환하도록 선택되고, 따라서 제2 발광성 요소에서의 스토크스 이동 손실을 감소시킨다. 바람직하게는, 제1 및 제2 발광성 요소 양쪽 모두는 모놀리식 세라믹 발광성 요소들이다. 바람직하게는, 제1 발광성 요소는 가닛 발광성 재료 (YxLu1-x)3Al5O12:Ce(0≤x≤1)을 포함하고, 제2 발광성 요소는 (CaxSryBa1-x-y)AlSiN3:Eu(0≤x≤1, 0≤y≤1-x) 또는 (CaxSryBa1 -x-y)2Si5N8:Eu(0≤x≤1, 0≤y≤1-x)와 같은 질화물 발광성 재료를 포함한다. 바람직하게는, 제1 발광성 재료는 평평한 플레이트이고 제2 발광성 요소는 돔 같은 쉘이다. 바람직하게는 제1 발광성 요소를 포함하는 LED 패키지에 의해 방출된 광의 상관된 색 온도는 4100K보다 더 높다. 바람직하게는 LED와 함께 제1 발광성 요소 및 제2 발광성 요소를 포함하는 시스템에 의해 방출된 광의 상관된 색 온도는 4100K보다 더 낮다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 (a) 광원 광을 생성하도록 배열된 광원으로서, (a1) LED 광을 생성하도록 배열된 발광 장치(LED), 및 (a2) 제1 발광성 재료를 포함하는 캐리어를 포함하는 광원 - 캐리어는 LED와 접촉하거나 LED 위에, 예를 들면, 0.1 내지 5 mm의 범위, 예를 들면 0.1 내지 2, 특히 0.1 내지 1, 예컨대 0.2 내지 2 mm의 범위의 최단 거리에 있고, 제1 발광성 재료는 LED 광의 적어도 일부를 제1 발광성 재료 광으로 변환하도록 배열됨 -; 및 (b) 광원으로부터 떨어져서 배열되고, LED 광의 적어도 일부 또는 제1 발광성 재료 광의 적어도 일부, 또는 LED 광의 적어도 일부 및 제1 발광성 재료 광의 적어도 일부를 제2 발광성 재료 광으로 변환하도록 배열된 제2 발광성 재료의 투과성 배열을 포함하는 조명 장치를 제공한다. 예를 들면, 도 1a, 도 1c, 도 2 내지 도 4를 참조하면, LED와 캐리어 사이에 제로가 아닌 최단 거리가 있을 수 있다.
"실질적으로 모든 방사"에서 또는 "실질적으로 이루어진다"에서와 같이, 여기서 "실질적으로"라는 용어는 숙련된 당업자에 의해 이해될 것이다. "실질적으로"라는 용어는 또한 "전적으로", "완전히", "전부" 등을 갖는 실시예들을 포함할 수 있다. 따라서, 실시예들에서 형용사적인 실질적으로는 제거될 수도 있다. 적용 가능한 경우에, "실질적으로"라는 용어는 또한 90% 이상, 예를 들면 95% 이상, 특히 99% 이상, 한층 더 특히 100%를 포함하여, 99.5% 이상과 관련이 있을 수 있다. "포함한다"라는 용어는 또한 "포함한다"라는 용어가 "이루어진다"를 의미하는 실시예들을 포함한다. 여기서의 장치들은 여럿 가운데서 동작 동안에 설명된다. 예를 들면, "청색 LED"라는 용어는 그것의 동작 동안에 청색광을 생성하는 LED를 지칭한다; 즉, 그 LED는 청색광을 방출하도록 배열된다. 숙련된 당업자에게 명백할 바와 같이, 본 발명은 동작 방법들 또는 동작중의 장치들에 제한되지 않는다.
전술한 실시예들은 발명을 제한하기보다는 예시하고, 숙련된 당업자들은 부속된 특허청구범위의 범위에서 벗어나지 않고 다수의 대안적인 실시예들을 설계할 수 있을 것이라는 것에 유의해야 한다. 특허청구범위에서, 괄호 사이에 놓인 임의의 참조 부호들은 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 할 것이다. 동사 "포함하는" 및 그것의 활용들의 사용은 특허청구범위에서 진술된 것들 이외의 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. "및/또는"이라는 용어는 관련된 열거된 항목들 중 하나 이상의 것의 임의의 및 모든 조합들을 포함할 수 있다. 요소에 선행하는 부정관사("a" 또는 "an")는 복수의 그러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 요소에 선행하는 정관사("the")는 복수의 그러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 몇몇 수단들을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 수단들 중 몇몇은 하드웨어의 하나의 및 동일한 항목에 의해 구현될 수 있다. 특정한 수단들이 서로 다른 종속 청구항들에서 열거되어 있다는 단순한 사실은 이들 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

Claims (15)

  1. 조명 장치(10)로서,
    광원 광(101)을 생성하도록 배열된 광원(100) - 상기 광원은, LED 광(111)을 생성하도록 배열된 발광 장치(LED)(110); 및 제1 발광성 재료(130)를 포함하는 캐리어(120)를 포함하고, 상기 캐리어(120)는 상기 LED(110)와 접촉하고, 상기 제1 발광성 재료(130)는 상기 LED 광(111)의 적어도 일부를 제1 발광성 재료 광(131)으로 변환하도록 배열됨 -; 및
    상기 광원(100)으로부터 떨어져서 배열되고, 상기 LED 광(111)의 적어도 일부 또는 상기 제1 발광성 재료 광(131)의 적어도 일부, 또는 상기 LED 광(111)의 적어도 일부 및 상기 제1 발광성 재료 광(131)의 적어도 일부를 제2 발광성 재료 광(231)으로 변환하도록 배열된 제2 발광성 재료(230)의 투과성 배열(200)
    을 포함하는 조명 장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED(110)는 청색 방출 LED를 포함하고, 상기 제1 발광성 재료(130)는 황색-녹색 스펙트럼 범위의 주 파장(dominant wavelength)을 갖는 광을 방출하도록 배열되고, 상기 제2 발광성 재료(230)는 적색-오렌지색 범위의 주 파장을 갖는 광을 방출하도록 배열되는 조명 장치(10).
  3. 제1항에 있어서, 상기 LED(110)는 청색 방출 LED를 포함하고, 상기 제1 발광성 재료(130)는 가닛(garnet)을 포함하는 3가 세륨, 산질화물을 포함하는 2가 유로퓸, 실리케이트를 포함하는 2가 유로퓸, 티오갈레이트(thiogallate)를 포함하는 2가 유로퓸으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 발광성 재료, 바람직하게는 적어도 가닛을 포함하는 3가 세륨을 포함하고, 상기 제2 발광성 재료(230)는 토류 알칼리 황화물(earth alkali sulphide)을 포함하는 3가 세륨 및 질화물을 포함하는 2가 유로퓸으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 발광성 재료, 바람직하게는 적어도 질화물을 포함하는 2가 유로퓸을 포함하는 조명 장치(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광성 재료는 (Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu, 바람직하게는 CaAlSiN3:Eu를 포함하는 조명 장치(10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광성 재료는 (Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu, 바람직하게는 (Sr,Ba)2Si5N8:Eu를 포함하는 조명 장치(10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어(120)는 발광성 세라믹(121)을 포함하는 조명 장치(10).
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어(120)는 발광성 재료 층(122)을 포함하는 조명 장치(10).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어(120)는 상기 제1 발광성 재료(130)를 포함하는 봉지재(encapsulant)(123)를 포함하는 조명 장치(10).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어(120) 및 상기 투과성 배열(200)은 열 싱크(12)와 접촉하는 조명 장치(10).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과성 배열(200)은 출구 창(exit window)(300)에 코팅된 코팅(201)을 포함하고, 상기 코팅은 상기 제2 발광성 재료를 포함하는 조명 장치(10).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과성 배열은 상기 제2 발광성 재료(230)를 포함하는 출구 창(300)을 포함하는 조명 장치(10).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 출구 창(300)은 공동 형상(hollow shape)을 갖고 상기 광원(100)을 적어도 부분적으로 에워싸는 조명 장치(10).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원 광(101)은 흑체 궤적(BBL; black body locus)의 15 SDCM(standard deviation of colour matching) 내의 색점을 갖는 백색광인 조명 장치(10).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광성 재료(230)는 상기 제1 발광성 재료 광(131)의 적어도 일부를 변환하도록 배열되는 조명 장치(10).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치(10)는 제1 발광성 재료 광(131) 및 제2 발광성 재료 광(231) 및 선택적으로 LED 광(111)을 포함하는 조명 장치 광(11)을 생성하도록 배열되고, 상기 조명 장치는 상기 광원(100) 및 상기 투과성 배열(200)을 적어도 부분적으로 에워싸고 상기 조명 장치 광(11)을 시준하도록 배열되는 시준기(16)를 더 포함하는 조명 장치(10).
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