RU2451366C2 - Осветительное устройство, в частности, с люминесцентной керамикой - Google Patents
Осветительное устройство, в частности, с люминесцентной керамикой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451366C2 RU2451366C2 RU2009125588/28A RU2009125588A RU2451366C2 RU 2451366 C2 RU2451366 C2 RU 2451366C2 RU 2009125588/28 A RU2009125588/28 A RU 2009125588/28A RU 2009125588 A RU2009125588 A RU 2009125588A RU 2451366 C2 RU2451366 C2 RU 2451366C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conversion layer
- lighting device
- layer
- photons
- wavelength
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005286 illumination Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 62
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 13
- 229910003564 SiAlON Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004122 SrSi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000227425 Pieris rapae crucivora Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
- H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Данное изобретение предлагает осветительное устройство, которое содержит активный слой, например синий СИД, покрытый первым люминесцентным керамическим преобразующим слоем и частично покрытый вторым люминесцентным керамическим преобразующим слоем. Первый и второй преобразующие слои преобразуют первичные фотоны (λр), излучаемые активным слоем, в фотоны с другими, большими длинами волн (λ1, λ2), причем цветовая точка осветительного устройства может регулироваться путем регулировки относительного размера второго преобразующего слоя. Изобретение обеспечивает возможность создания альтернативной конструкции осветительного устройства с выходным спектром, который может регулироваться с помощью простого и хорошо воспроизводимого средства и, кроме того, может быть получен белый выходящий свет с температурой цвета меньше чем 5000 К. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Данное изобретение касается осветительного устройства, содержащего активный светоизлучающий слой и, по меньшей мере, два преобразующих слоя для преобразования длины волны света, излучаемого активным слоем.
Осветительное устройство, содержащее светоизлучающий диод (СИД), который покрыт одной или несколькими люминесцентными керамиками, описано в US 2005/0269582 А1. Данный документ описывает несколько конструкций такого устройства, в которых свет, излучаемый СИД, последовательно проходит через первую и вторую люминесцентную керамику, где он частично преобразуется в большие длины волн, которые добавляются к конечному выходному спектру данного устройства. Этот выходной спектр, следовательно, может регулироваться путем изменения композиции люминесцентной керамики с помощью разработанной процедуры.
DE 10349038 А1 описывает источник света, содержащий СИД для излучения первичной радиации, и поликристаллическое керамическое тело, которое легировано, по меньшей мере, одним материалом, чтобы сделать его люминесцентным. Согласно одному варианту осуществления данного источника света керамическое тело легируют разными материалами на передней стороне, причем один из материалов распределяется в шахматном порядке.
На этом основании целью настоящего изобретения является обеспечить альтернативную конструкцию осветительного устройства, в котором особенно желательно то, что выходной спектр устройства может регулироваться с помощью простого и хорошо воспроизводимого средства. Кроме того, особенно желателен белый выходящий свет с температурой цвета меньше, чем 5000 К и высоким индексом цветопередачи.
Эта цель достигается посредством осветительного устройства согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления описываются в зависимых пунктах формулы изобретения.
Осветительное устройство согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты:
- Активный слой для излучения света, состоящего из первичных фотонов. Данный активный слой обычно преобразует первый тип энергии, например, подаваемый посредством электрического тока или напряжения, в световую энергию. Излучение активного слоя обычно имеет характерный спектр, который часто может характеризоваться посредством соответствующей длины волны, например, длины волны, при которой спектр имеет пик.
- Первый и второй преобразующие слои для преобразования первичных фотонов, излучаемых активным слоем, в другие длины волн. Это означает, что первый преобразующий слой преобразует первичные фотоны в фотоны с большей, первой длиной волны. Аналогично, второй преобразующий слой преобразует первичные фотоны и/или фотоны с вышеупомянутой первой длиной волны в фотоны со второй длиной волны, которая больше, чем преобразованная длина волны, и отличается от первой длины волны. Следует заметить, что данные преобразования обычно дают спектр, содержащий много длин волн, и в этом случае "первая" и "вторая" длины волн будут относиться к характерным величинам этих спектров (например, их пикам или центрам тяжести). Кроме того, осветительное устройство будет содержать, по меньшей мере, один такой первый и второй преобразующий слой, т.е. оно может необязательно содержать больше, чем два преобразующих слоя.
Осветительное устройство дополнительно сконструировано так, что часть первичного света может покидать его (в виде полезного света) без прохождения через второй преобразующий слой. Подобное условие не требуется (но также не запрещается) для первого преобразующего слоя, что означает, что в некоторых вариантах осуществления весь первичный свет активного слоя должен проходить через первый преобразующий слой перед тем, как он покидает осветительное устройство. Следует заметить, что такие обозначения, как "первый" и "второй" преобразующий слой, делаются просто для ссылки и не подразумевают какого-либо конструкционного, функционального или иного предположения или ограничения.
В противоположность осветительным устройствам, где весь первичный свет, излучаемый активным слоем, должен проходить все присутствующие преобразующие слои перед тем, как он может выйти, осветительное устройство, описанное выше, содержит в своем полном световом выходе фракцию первичного света, которая не проходила через второй преобразующий слой и, следовательно, не подвергалась воздействию этого слоя. Процент этой части светового выхода может регулироваться посредством геометрического конструирования осветительного устройства, причем такая регулировка обычно легче, надежнее и более воспроизводима в достижении, чем, например, регулировка химической композиции преобразующего слоя или оптической толщины (здесь оптическая толщина характеризуется с помощью длины прохождения пропущенного света).
Согласно предпочтительному варианту осуществления данного изобретения первый преобразующий слой и/или второй преобразующий слой содержит люминесцентный керамический преобразователь. Наиболее предпочтительно, оба преобразующих слоя содержат люминесцентную керамику с разной композицией для преобразования первичных фотонов в разные большие длины волн. Люминесцентные керамические преобразователи имеют то преимущество, что они могут очень хорошо механически обрабатываться и, например, разрезаться в желаемую форму и толщину.
Первый и/или второй преобразующий слой предпочтительно содержит материал, выбранный из группы, состоящей из Y3Al5O12:Ce (YAG:Ce), Lu3Al5O12:Ce (LuAG:Ce), Ca-SiAlON:Eu [=(Ca1-x-y-zSrxBayMgz)1-nAl1-a-c+bBaGacSi1-bN3-bOb:Eun, где 0≤x,y,z≤1, причем x+y+z<1, 0≤a≤1, 0<b≤1, 0≤c≤1, 0<n≤1], Ca- SiAlON:Ce [=(Ca1-x-y-zSrxBayMgz)1-nAl1-a-c+b+nBaGacSi1-b-nN3-bOb:Cen, где 0≤x,y,z≤1 причем x+y+z<1, 0≤a≤1, 0<b≤1, 0≤c≤1, 0<n≤1, причем a+c-b-n<1], CaS:Eu, SrS:Eu, BaS:Eu, Ca2SiO4:Eu, Ba2SiO4:Eu, Sr2SiO4:Eu, Ca2Si5N8:Eu, Ba2Si5N8:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSi2O2N2:Eu, включая их твердые растворы с одним или несколькими подходящими замещающими элементами, например (Y,Gd)3Al5O12:Ce или (Ca,Mg,Sr)(Al,B,Ga)SiN3:Eu, а также включая замену изостерических подузлов, например, AlO+ на SiN+, как в, например, Ba2Si5-xAlxN8-xOx:Eu, чтобы регулировать люминесценцию и свойства материалов. Больше информации об этих и других подходящих люминесцентных керамиках можно найти в US 2005/0269582 А1 и WO2006/097868 А2, которые включены в настоящий текст посредством ссылки. Все заданные композиционные количества обозначают атомные доли.
Для композиций с содержанием Eu 0<n<0,002 (атомная доля) может быть достигнута особенно высокая температура цвета с особенно высоким индексом цветности (ИЦ) и R9-величинами (Ri величины обозначают индексы цветности согласно определениям Международной комиссии по освещению (МКО)).
Активный слой может, в принципе, иметь любую конструкцию, структуру и композицию, которые обеспечивают желаемое излучение первичного света. Таким образом, он может, например, представлять собой резонансный светоизлучающий диод, лазерный диод или вертикальный резонансный лазер с излучающей поверхностью. Предпочтительно, активный слой содержит светоизлучающий диод (СИД).
В предпочтительном варианте осуществления первичный свет, излучаемый активным слоем, состоит, по существу, из света с длиной волны меньше, чем 500 нм, т.е. синего или ультрафиолетового (УФ) света. Предпочтительно больше, чем 50%, более предпочтительно - больше, чем 70% интенсивности света, излучаемого активным слоем, состоит из таких длин волн. Начало процесса с первичных фотонов с такими маленькими длинами волн позволяет преобразовывать их в большие длины волн, которые все еще находятся в видимом диапазоне. Таким образом, коррелированная температура цвета осветительного устройства может регулироваться в сравнительно большом диапазоне.
Осветительное устройство, возможно, имеет общий спектр излучения белого света с коррелированной температурой цвета (КТЦ) ниже чем 5000 К. Эффективные источники белого света нужны во многих приложениях. Следовательно, существенным преимуществом является то, что предложенная конструкция осветительного устройства позволяет реализацию этих характеристик.
В целом, активный слой, первый преобразующий слой и второй преобразующий слой могут быть расположены многими разными способами (сравни примеры, обсуждаемые со ссылкой на фигуры). В предпочтительной группе конструкций первый преобразующий слой покрывает полностью излучающую поверхность активного слоя, где термин "излучающая поверхность" означает ту часть поверхности активного слоя, через которую первичный свет, который вносит вклад в выход осветительного устройства, окончательно покидает активный слой. Активный слой обычно излучает свет изотропно во всех направлениях, причем свет, который не покидает излучающую поверхность (по определению), либо теряется, либо отражается обратно в активный слой. Если первый преобразующий слой полностью покрывает излучающую поверхность, это подразумевает, что все фотоны, излучаемые активным слоем, должны проходить через него, причем обычно только часть этих фотонов преобразуется в фотоны с большей длиной волны, тогда как остальная часть покидает первый преобразующий слой не затронутыми. Настоящее изобретение содержит, однако, также случай, когда все первичные фотоны преобразуются в первом преобразующем слое.
В другой возможной группе конструкций, которые могут благоприятно объединяться с вышеупомянутой, второй преобразующий слой покрывает часть излучающей поверхности первого преобразующего слоя и/или часть излучающей поверхности активного слоя, причем термин "излучающая поверхность" применяется в этом контексте со значением, аналогичным вышеупомянутому. Покрытая часть излучающей поверхности первого преобразующего слоя и/или активного слоя предпочтительно находится в диапазоне от 10% до 90%, наиболее предпочтительно - от 20% до 30%. Выбирая процент площади покрытой излучающей поверхности, можно легко регулировать общий излучательный спектр осветительного устройства, как желательно.
В другом варианте осуществления данного изобретения длина волны излучения второго преобразующего слоя больше, чем длина волны излучения первого преобразующего слоя. В этом отношении "длина волны излучения" преобразующего слоя определяется как характерная величина спектра излучения этого слоя, когда он открыт для первичных фотонов, в частности как длина волны спектрального пика излучения (который обычно существует). Если второй преобразующий слой имеет большую длину волны, чем первый преобразующий слой, он может, в принципе, преобразовывать свет, излучаемый первым преобразующим слоем, а не только (как обычно) первичный свет активного слоя.
Эти и другие аспекты данного изобретения будут видны из вариантов осуществления, описанных ниже, и будут объясняться со ссылкой на них. Эти варианты осуществления будут описаны в виде примера с помощью сопровождающих чертежей, на которых:
Фигура 1 схематично показывает вид сверху осветительного устройства согласно настоящему изобретению;
Фигура 2 показывает разрез вдоль линии II-II фигуры 1;
Фигура 3 показывает спектр излучения осветительного устройства, подобного устройству на фигуре 1, при разных углах наблюдения;
Фигура 4 представляет собой таблицу с данными характеристик, измеренных для разных осветительных устройств;
Фигура 5 графически представляет координаты цвета (МКО 1931) осветительных устройств, перечисленных на фигуре 4.
Одинаковые численные обозначения на фигурах относятся к идентичным или аналогичным компонентам.
Белые светоизлучающие диоды обычно получают путем аддитивного смешивания цветов с использованием люминофоров (т.е. люминесцентных материалов), которые преобразуют первичный УФ или синий свет в белый свет. Для преобразования синего света в зеленый и красный спектральный диапазон известно, например, применение люминофора YAG:Се, причем эта комбинация позволяет достигать (только) коррелированных температур цвета (КТЦ) выше чем 4500 К вблизи линии черного тела. Индекс цветопередачи увеличивается в этом случае с температурой цвета.
Для получения СИД с низкими температурами цвета и хорошей цветопередачей обычно используют красно-излучающие люминофоры, например,
- CaS:Eu,
- Ca-SiAlON:Eu =(Ca1-x-y-zSrxBayMgz)1-nAl1-a-c+bBaGacSi1-bN3-bOb:Eun, где 0≤x,y,z≤1, причем x+y+z<1, 0≤a≤1, 0<b≤1, 0≤c≤1, причем a+c-b<0, 0<n≤1;
- Ca-SiAlON:Ce =(Ca1-x-y-zSrxBayMgz)1-nAl1-a-c+b+nBaGacSi1-b-nN3-bOb:Cen, где 0≤x,y,z≤1, причем x+y+z<1, 0≤a≤1, 0<b≤1, 0≤c≤1, 0<n≤1, причем a+c-b-n<1;
- BSSNE = EA2-zSi5-aAlaN8-bOb:Euz, где 0<a≤4, 0<b≤4 и 0<z≤0,2, где ЕА представляет собой, по меньшей мере, один из щелочноземельных металлов из группы Ca, Sr, Ba.
На практике применение больше чем одного люминофорного материала в виде порошка является очень трудным, приводя к низкой эффективности и снижению контроля температуры цвета. Использование керамического люминофорного компонента вместе со вторым люминофором в порошковой форме также нежелательно, так как люминофорный порошок содержит связующее (обычно силикон), которое может повреждаться и обесцвечиваться при высоких температурах и, таким образом, снижать эффективность устройства. Кроме того, надлежащая регулировка цветовой точки затруднена при этих подходах, так как толщину порошкового слоя трудно контролировать. Таким образом, существует необходимость в люминофор-преобразующих осветительных устройствах с коррелированной температурой цвета ниже, чем 5000 К, хорошей цветопередачей (например, с индексом цветопередачи Ra≥80), точным контролем цветовой точки и высокой эффективностью.
Ввиду вышеуказанных проблем здесь предлагается использовать активный слой, излучающий первичный синий или УФ свет, который покрыт первым и вторым люминесцентными керамическими преобразующими слоями с разными характеристиками излучения, где, по меньшей мере, один из этих преобразующих слоев (в последующем по определению второй преобразующий слой) покрывает активный слой только частично.
Конкретный вариант осуществления этого общего принципа показан на фигурах, где фигуры 1 и 2 схематично показывают возможную геометрию соответствующего осветительного устройства 10. Это устройство 10 содержит следующие компоненты:
- Активный слой 11, который излучает первичные фотоны с длиной волны λр, где λр обычно ≤480 нм. Хотя активный слой 11 нарисован как один-единственный блок, он может содержать предназначенную подструктуру. В частности, он может быть реализован с помощью сине-излучающего СИД, который содержит светоизлучающий полупроводниковый слой, расположенный между двумя электродами с соседними (n,р) проводящими областями (не показано). Типичные материалы, которые могут быть использованы для такого синего СИД, представляют собой, например, слои нитрида индия, галлия, алюминия, полученные с помощью MOVPE способов с образованием р-n перехода. Энергия запрещенной зоны в системе материала регулируется с помощью композиции, чтобы давать желаемую длину волны первичного излучения (O.B. Shchekin et al., Appl. Phys. Lett. 89, 071109 (2006) "High performance thin-film flip-chip InGaN-GaN light emitting diodes").
Активный слой 11 может располагаться на некотором несущем материале или подложке 14, например, тонкой кремниевой пластине или теплопроводящей керамике. Все поверхности активного слоя 11, кроме верхней "излучающей поверхности", могут иметь отражающее покрытие, чтобы минимизировать потери первичного света.
- Первый люминесцентный керамический преобразующий слой 12, который полностью покрывает излучающую поверхность активного слоя 11 и который может преобразовывать первичные фотоны с длиной волны λр, излучаемые активным слоем, в фотоны с большей длиной волны λ1. Часть первичных фотонов λр может, однако, проходить первый преобразующий слой 12 без воздействия. Первый преобразующий слой 12 показанного примера имеет квадратную форму с шириной В приблизительно 1 мм. Типичным материалом этого слоя 12 является YAG:Се.
- Второй люминесцентный керамический преобразующий слой 13, который находится сверху первого преобразующего слоя 12, но покрывает только часть его поверхности. Второй преобразующий слой 13 преобразует фотоны с длиной волны λр, излучаемые активным слоем 11, в фотоны с большей длиной волны λ2 (обычно в красном спектральном диапазоне). Так как λ2 обычно больше, чем λ1, второй преобразующий слой 13 может также необязательно преобразовывать фотоны λ1, излучаемые первым преобразующим слоем 12, в большую длину волны λ2.
Подходящим материалом для второго люминесцентного керамического преобразующего слоя 13 является Ca-SiAlON:Eu, который преобразует падающий свет почти полностью в красный свет. Второй преобразующий слой 13 покрывает обычно приблизительно 25% площади поверхности первого преобразующего слоя 12, и типичная толщина первого и второго преобразующих слоев 12, 13 составляет приблизительно 100 мкм.
Все контактирующие поверхности предпочтительно склеивают прозрачным оптическим связывающим слоем с типичной толщиной приблизительно 5 мкм и показателем преломления больше, чем 1,3, таким как силикон.
Описанная конструкция обеспечивает тепло-белый люминофорно-преобразующий СИД, полученный исключительно из люминесцентного керамического преобразующего материала (без силиконового связующего), который устойчив даже при рабочих температурах выше 200°С. Дополнительным преимуществом данной конструкции является то, что часть света, который преобразуется в красный, главным образом, определяется размером красно-излучающего второго преобразующего слоя 13. Так как размер этого слоя может определяться очень тщательно с точностью несколько мкм, фракция красного света и, следовательно, цветовая точка всего осветительного устройства 10 может контролироваться с высокой точностью.
Фигура 3 показывает нормализованное излучение (вертикальная ось) в зависимости от длины волны (горизонтальная ось) для осветительного устройства, подобного описанному выше, измеренное при разных углах наблюдения α (см. фигуру 2). Дополнительные параметры установки были следующие:
- активный слой: синий СИД
- первый люминесцентный керамический преобразующий слой: YAG:Се
- второй люминесцентный керамический преобразующий слой: Ca-SiAlON:Eu, покрывающий 25% поверхности
- рабочий ток: 350 мА
- излучаемый поток: 39,2 люмена
- КТЦ: 3618 К
- индекс цветопередачи: Ra=84
- расстояние от линии черного тела [цветовые координаты МКО 1960]: Duv=0,009
- цветовая точка [МКО 1931]: х=0,4081, y=0,414
- световой эквивалент: СЭ=306 лм/Вт.
График показывает, что отношение между излучениями двух люминесцентных керамических слоев только слегка зависит от угла наблюдения α.
Фигура 4 показывает таблицу характеристических данных трех разных осветительных устройств (измеренных при рабочем токе СИД 350 мА), а именно
- устройства с синим СИД, покрытым только YAG:Се люминесцентной керамикой (второй столбец);
- устройства с синим СИД, покрытым YAG:Се и на 25% его площади Ca-SiALON:Eu - люминесцентной керамикой (третий столбец);
- устройства с синим СИД, покрытым YAG:Се и на 50% его площади Ca-SiALON:Eu люминесцентной керамикой (последний столбец).
Символы Ra, R1, ..., R14 обозначают индексы цветопередачи согласно определению Международной комиссии по освещению (МКО), и W обозначает оптическую мощность излучаемого света, т.е. частное излучаемого светового потока и светового эквивалента.
Фигура 5 показывает данные цветовых точек вышеуказанной таблицы (точки данных соответствуют 4403 К, 3618 К, 2857 К) и данные, измеренные при более высоком токе 1000 мА (точки данных соответствуют 4505 К, 3700 К, 2918 К) на цветовой диаграмме. Диаграмма очень хорошо иллюстрирует, что цветовая точка может быть избирательно сдвинута к линии черного тела BBL путем выбора (относительной) площади второго люминесцентного керамического преобразующего слоя соответственно. Точка, где пересекается линия черного тела, определяется толщиной первой преобразующей пластины и спектральными свойствами излучения Ca-SiAlON:Eu керамики.
Описанное осветительное устройство может быть, конечно, модифицировано многими способами. Так, различные материалы, которые упоминаются, могут быть использованы, и соответствующие слои могут иметь другие формы и относительные размеры. Кроме того, можно использовать больше чем один активный слой и/или больше чем два люминесцентных керамических преобразующих слоя.
Наконец, следует отметить, что в настоящей заявке термин "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, что "а" или "an" не исключает множественное число, и что единый процессор или другой узел может выполнять функции нескольких средств. Данному изобретению присущ каждый новый отличительный признак и каждая комбинация отличительных признаков. Кроме того, ссылочные обозначения в пунктах формулы изобретения не следует толковать как ограничивающие их объем.
Claims (11)
1. Осветительное устройство (10), содержащее
- активный слой (11) для излучения первичных фотонов (λр);
- первый преобразующий слой (12) для преобразования первичных фотонов в фотоны с большей первой длиной волны (λ1),
- второй преобразующий слой (13) для преобразования первичных фотонов и/или фотонов с первой длиной волны (λ1) в фотоны со второй длиной волны (λ2) которая отличается от первой длины волны (λ1),
где второй преобразующий слой (13) является отдельным от первого преобразующего слоя (12) и покрывает только часть излучающей области первого преобразующего слоя (12), вследствие чего свет, участвующий в выходном свете осветительного устройства, окончательно покидает первый преобразующий слой так, что часть первичных фотонов может покидать осветительное устройство (10) после прохождения через первый преобразующий слой (12), но без прохождения через второй преобразующий слой (13).
- активный слой (11) для излучения первичных фотонов (λр);
- первый преобразующий слой (12) для преобразования первичных фотонов в фотоны с большей первой длиной волны (λ1),
- второй преобразующий слой (13) для преобразования первичных фотонов и/или фотонов с первой длиной волны (λ1) в фотоны со второй длиной волны (λ2) которая отличается от первой длины волны (λ1),
где второй преобразующий слой (13) является отдельным от первого преобразующего слоя (12) и покрывает только часть излучающей области первого преобразующего слоя (12), вследствие чего свет, участвующий в выходном свете осветительного устройства, окончательно покидает первый преобразующий слой так, что часть первичных фотонов может покидать осветительное устройство (10) после прохождения через первый преобразующий слой (12), но без прохождения через второй преобразующий слой (13).
2. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что первый преобразующий слой (12) содержит люминесцентную керамику.
3. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что второй преобразующий слой (13) содержит люминесцентную керамику.
4. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что первый и/или второй преобразующий слой (12, 13) содержит материал, выбранный из группы, состоящей из Y3Al5O12:Ce (YAG:Ce), Ca-SiAlON:Eu, Ca-SiAlON:Ce, CaS:Eu, SrS:Eu, BaS:Eu, Ca2SiO4:Eu, Ba2SiO4:Eu, Sr2SiO4:Eu, Ca2Si5N8:Eu, Ba2Si5N8:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSi2O2N2:Eu, включая их твердые растворы с одним или несколькими подходящими замещающими элементами, в частности (Y,Gd)3Al5O12:Ce или (Ca,Mg,Sr)(Al,B,Ga)SiN3:Eu, включая замену изостерических подузлов, в частности АlO+ для SiN+.
5. Осветительное устройство (10) по п.4, отличающееся тем, что Eu-содержание n находится в диапазоне 0<n<0,002.
6. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что активный слой (11) содержит светоизлучающий диод.
7. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что, по существу, все первичные фотоны имеют длину волны (λp), меньшую чем 500 нм.
8. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что оно имеет спектр излучения белого света с коррелированной цветовой температурой меньше чем 5000 К.
9. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что первый преобразующий слой (12) полностью покрывает излучающую поверхность активного слоя (11).
10. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что второй преобразующий слой (13) покрывает часть от 10 до 90%, предпочтительно от 20 до 30% излучающей поверхности первого преобразующего слоя (12) и/или активного слоя (11).
11. Осветительное устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что длина волны излучения (λ2) второго преобразующего слоя (13) больше, чем длина волны излучения (λ1) первого преобразующего слоя (12).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06125458.7 | 2006-12-05 | ||
| EP06125458 | 2006-12-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009125588A RU2009125588A (ru) | 2011-01-20 |
| RU2451366C2 true RU2451366C2 (ru) | 2012-05-20 |
Family
ID=39273827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009125588/28A RU2451366C2 (ru) | 2006-12-05 | 2007-11-30 | Осветительное устройство, в частности, с люминесцентной керамикой |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8247828B2 (ru) |
| EP (1) | EP2092578B1 (ru) |
| JP (1) | JP5491867B2 (ru) |
| KR (1) | KR101423475B1 (ru) |
| CN (2) | CN105206733A (ru) |
| RU (1) | RU2451366C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008068689A1 (ru) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI326923B (en) * | 2007-03-07 | 2010-07-01 | Lite On Technology Corp | White light emitting diode |
| CN101840973A (zh) * | 2009-03-20 | 2010-09-22 | 亿光电子工业股份有限公司 | 发光二极管封装结构及其制作方法 |
| JP2011014697A (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | 白色発光装置 |
| DE102009037732A1 (de) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Konversions-LED mit hoher Effizienz |
| TWI457418B (zh) * | 2010-09-29 | 2014-10-21 | Au Optronics Corp | 白光發光二極體裝置、發光裝置及液晶顯示器 |
| KR20120088130A (ko) * | 2011-01-31 | 2012-08-08 | 서울반도체 주식회사 | 파장변환층을 갖는 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법 |
| DE102011113777A1 (de) * | 2011-09-19 | 2013-03-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Wellenlängenkonversionselement und Licht emittierendes Halbleiterbauelement mit Wellenlängenkonversionselement |
| CN103890982B (zh) | 2011-10-18 | 2016-08-24 | 株式会社村田制作所 | 发光元件、发光元件的制造方法以及发光装置 |
| DE102012202927B4 (de) * | 2012-02-27 | 2021-06-10 | Osram Gmbh | Lichtquelle mit led-chip und leuchtstoffschicht |
| US9404627B2 (en) * | 2012-04-13 | 2016-08-02 | Koninklijke Philips N.V. | Light conversion assembly, a lamp and a luminaire |
| DE102012109217A1 (de) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung zum Erzeugen einer Lichtemission und Verfahren zum Erzeugen einer Lichtemission |
| KR101660598B1 (ko) * | 2014-12-24 | 2016-09-28 | 주식회사 효성 | 투명 세라믹 플레이트, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 백색 광원 |
| US20230043329A1 (en) * | 2020-01-14 | 2023-02-09 | Lg Electronics Inc. | Lighting apparatus and method for manufacturing same |
| KR102436024B1 (ko) | 2020-02-26 | 2022-08-24 | 주식회사 케이티앤지 | 광학 모듈 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2202843C2 (ru) * | 2001-04-27 | 2003-04-20 | Институт проблем химической физики РАН | Полупроводниковый электролюминесцентный источник света с перестраиваемым цветом свечения |
| RU2208268C2 (ru) * | 2000-07-14 | 2003-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИКО" | Инфракрасный полупроводниковый излучатель |
| RU2219622C1 (ru) * | 2002-10-25 | 2003-12-20 | Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника" | Полупроводниковый источник белого света |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2900545A (en) | 1953-07-21 | 1959-08-18 | Sylvania Electric Prod | Curved electroluminescent lamp |
| US6696703B2 (en) * | 1999-09-27 | 2004-02-24 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Thin film phosphor-converted light emitting diode device |
| KR100683364B1 (ko) * | 1999-09-27 | 2007-02-15 | 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 | 완전한 형광 물질 변환에 의해 백색광을 생성하는 발광다이오드 소자 |
| US8829546B2 (en) * | 1999-11-19 | 2014-09-09 | Cree, Inc. | Rare earth doped layer or substrate for light conversion |
| US6744077B2 (en) * | 2002-09-27 | 2004-06-01 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Selective filtering of wavelength-converted semiconductor light emitting devices |
| JP3910517B2 (ja) * | 2002-10-07 | 2007-04-25 | シャープ株式会社 | Ｌｅｄデバイス |
| US7554258B2 (en) * | 2002-10-22 | 2009-06-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body |
| US7268370B2 (en) * | 2003-06-05 | 2007-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Phosphor, semiconductor light emitting device, and fabrication method thereof |
| DE102004034166B4 (de) * | 2003-07-17 | 2015-08-20 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Lichtemittierende Vorrichtung |
| US7250715B2 (en) * | 2004-02-23 | 2007-07-31 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Wavelength converted semiconductor light emitting devices |
| US7361938B2 (en) * | 2004-06-03 | 2008-04-22 | Philips Lumileds Lighting Company Llc | Luminescent ceramic for a light emitting device |
| JP2006019409A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 発光装置並びにそれを用いた照明、ディスプレイ用バックライト及びディスプレイ |
| JP4546176B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2010-09-15 | 京セラ株式会社 | 発光装置 |
| US7575697B2 (en) * | 2004-08-04 | 2009-08-18 | Intematix Corporation | Silicate-based green phosphors |
| JP4543253B2 (ja) | 2004-10-28 | 2010-09-15 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 蛍光体混合物および発光装置 |
| EP1838808B1 (en) | 2005-01-10 | 2011-06-15 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Illumination system comprising ceramic luminescence converter |
| US7341878B2 (en) | 2005-03-14 | 2008-03-11 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Wavelength-converted semiconductor light emitting device |
| CN101146890B (zh) * | 2005-03-22 | 2011-06-01 | 独立行政法人物质·材料研究机构 | 荧光体及其制造方法以及发光器具 |
| US7196354B1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-03-27 | Luminus Devices, Inc. | Wavelength-converting light-emitting devices |
| JP4417906B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2010-02-17 | 株式会社東芝 | 発光装置及びその製造方法 |
| WO2007085977A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-08-02 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Light-emitting device |
| US7682850B2 (en) * | 2006-03-17 | 2010-03-23 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | White LED for backlight with phosphor plates |
| RU2422945C2 (ru) * | 2006-04-25 | 2011-06-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Флуоресцентное освещение, создающее белый свет |
-
2007
- 2007-11-30 RU RU2009125588/28A patent/RU2451366C2/ru active
- 2007-11-30 WO PCT/IB2007/054858 patent/WO2008068689A1/en active Application Filing
- 2007-11-30 US US12/517,284 patent/US8247828B2/en active Active
- 2007-11-30 CN CN201510721149.3A patent/CN105206733A/zh active Pending
- 2007-11-30 EP EP07827088.1A patent/EP2092578B1/en active Active
- 2007-11-30 KR KR1020097013904A patent/KR101423475B1/ko active IP Right Grant
- 2007-11-30 CN CN200780045088.7A patent/CN101569019A/zh active Pending
- 2007-11-30 JP JP2009539847A patent/JP5491867B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2208268C2 (ru) * | 2000-07-14 | 2003-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИКО" | Инфракрасный полупроводниковый излучатель |
| RU2202843C2 (ru) * | 2001-04-27 | 2003-04-20 | Институт проблем химической физики РАН | Полупроводниковый электролюминесцентный источник света с перестраиваемым цветом свечения |
| RU2219622C1 (ru) * | 2002-10-25 | 2003-12-20 | Закрытое акционерное общество "Светлана-Оптоэлектроника" | Полупроводниковый источник белого света |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101569019A (zh) | 2009-10-28 |
| KR20090094126A (ko) | 2009-09-03 |
| CN105206733A (zh) | 2015-12-30 |
| US20100059777A1 (en) | 2010-03-11 |
| JP5491867B2 (ja) | 2014-05-14 |
| EP2092578A1 (en) | 2009-08-26 |
| EP2092578B1 (en) | 2015-01-21 |
| KR101423475B1 (ko) | 2014-07-28 |
| JP2010512014A (ja) | 2010-04-15 |
| RU2009125588A (ru) | 2011-01-20 |
| US8247828B2 (en) | 2012-08-21 |
| WO2008068689A1 (en) | 2008-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2451366C2 (ru) | Осветительное устройство, в частности, с люминесцентной керамикой | |
| Fujita et al. | Luminescence characteristics of YAG glass–ceramic phosphor for white LED | |
| TWI392829B (zh) | 產生白光之螢光照明 | |
| JP4477854B2 (ja) | 蛍光体変換発光デバイス | |
| US8256914B2 (en) | Arrangement for emitting mixed light | |
| US20160377262A1 (en) | System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures | |
| TWI418611B (zh) | 螢光體及發光裝置 | |
| EP2975100B1 (en) | Yellow light emitting phosphor and light emitting device package using the same | |
| WO2009015327A1 (en) | Dynamic color or white light phosphor converted led illumination system | |
| WO2007120582A1 (en) | WHITE LEDs WITH TAILORABLE COLOR TEMPERATURE | |
| US8465166B2 (en) | White emitting light source and luminescent material with improved colour stability | |
| TWI784171B (zh) | 用於具有優越色彩控制之高發光效能照明之發光二極體及磷光體組合物 | |
| US11230664B2 (en) | Dimmable light source | |
| US20140264422A1 (en) | Optoelectronic Semiconductor Component and Conversion Element | |
| JP2017533549A (ja) | 放射スペクトルが調整可能な光源 | |
| KR20180095645A (ko) | 파장 변환 부재 및 발광 장치 | |
| JP2007081159A (ja) | 発光装置及び表示装置 | |
| US10669479B2 (en) | Light-emitting device | |
| US11923484B2 (en) | Method of manufacturing a white light emitting device comprising multiple photoluminescence materials | |
| TWI363085B (en) | A novel phosphor and fabrication of the same | |
| US10629784B2 (en) | Optoelectronic component, method for producing an optoelectronic component and flashlight for a portable device | |
| JP5795971B2 (ja) | 蛍光体及び発光装置 | |
| WO2014068907A1 (ja) | 蛍光体、波長変換部材及び発光装置 | |
| JPWO2020100728A1 (ja) | 発光装置 | |
| KR101948220B1 (ko) | 조명 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190823 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |