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TWI493745B - 照明裝置及照明方法 - Google Patents

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TWI493745B
TWI493745B TW096145992A TW96145992A TWI493745B TW I493745 B TWI493745 B TW I493745B TW 096145992 A TW096145992 A TW 096145992A TW 96145992 A TW96145992 A TW 96145992A TW I493745 B TWI493745 B TW I493745B
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illuminating
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TW096145992A
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TW200832763A (en
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Gerald H Negley
De Ven Antony Paul Van
Paul Kenneth Pickard
Original Assignee
Cree Inc
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Description

照明裝置及照明方法
本發明性的主題係關於一種照明裝置，且尤其係關於一種照明裝置，其係包含一或多個固態發光器。於某些態樣中，本發明性的主題係關於一種照明裝置，其係包含一或多個發光二極體晶片及一或多個發光材料。本發明性的主題係亦關於一種照明方法。
相關申請案交互參照
本案主張2006年11月30日提出申請之美國臨時專利申請60/861,830號的利益。該臨時專利申請案整體於此以參照方式併入。
在美國每一年產生的電力中有一個很大比例係用於照明(有些人估計高到大約為25%)。依此，存在有提供更高能量效率之照明的持續需求。白熾燈泡是效能很低的光源是眾所周知的－大約90%的電消耗釋放成為熱而不是光。螢光燈泡比白熾燈泡更具效率(大約10倍因子)，但是與固態發光器例如發光二極體相比仍是較不具效率的。
此外，與固態發光器的正常壽命相比，白熾燈泡具有相當短的壽命，也就是典型地在大約750－1000小時附近。例如做為比較，發光二極體具有在50,000及70,000小時之間的典型壽命。螢光燈泡比白熾燈具有更長的壽命(例如10,000－20,000小時)，但是提供較不令人喜歡的顏色再現。
顏色再現典型地使用顏色演色性係數(CRI)測量。CRI Ra是相對測量的修正平均值，其表示當以八個參考顏色照射時，照明系統的顏色演色性與參考輻射體之顏色演色性比較的結果，也就是當以特殊的燈照射時，物體表面顏色偏移的相對測量。如果由照明系統照亮之一組測試顏色色座標與由參考輻射體照射的測試顏色色座標相同，那麼CRI Ra等於100。晝光具有高CRI(Ra大約為100)，白熾燈泡也當相接近(Ra比95大)，而螢光燈不那麼準確(典型的70－80 Ra)。某些類型的專門照明具有很低的CRI(例如水銀蒸汽或是鈉燈，具有大約40或是甚至更低的Ra)。鈉燈係使用於，例如，照明高速公路。然而，駕駛人的反應時間係隨著較低的CRI Ra值而大幅減少(對於任何給定的亮度而言，易讀性係隨著較低的CRI Ra而減少)。
傳統之燈光設備面對的另一個問題是需要定期更換這些照明裝置(例如燈泡等等)。這種問題在很難接近(例如拱頂天花板、橋樑、高建築物、交通隧道)以及/或是更換費用極高時特別顯著。傳統燈光設備的典型壽命大約是20年，相應於使用光產生裝置至少大約44,000小時(基於每天6小時使用20年)。光產生裝置的壽命典型地短很多，因而產生週期性更換的需要。
因此，依這些及其他的原因，正在進行努力以在各種應用中發展可以使用固態發光器來替代白熾光、螢光燈及其他光產生裝置的方法。此外，在發光二極體已經使用的地方，各種努力正在進行以提供改進的含有發光二極體之裝置，例如針對於能量效率、演色性係數(CRI Ra)、對比、效率(lm/W)、成本以及/或是使用年限。
固態發光器是習知的半導體裝置，其將電流轉變成光。各種的發光二極體在越來越多樣化領域中用於持續擴充的用途範圍。
更特定地，發光二極體係一種半導體裝置，當在跨越一個P－N接面之結構施加一個電位差時發出光(紫外、可見或是紅外光)。許多發光二極體製作及許多相關架構的是習知的，並且本發明可以使用任何的這種裝置。例如，Sze所著的半導體裝置物理(1981第二版)的第12－14章及Sze所著的現代半導體裝置物理(1998)的第7章描述各種光子裝置，包括發光二極體。
於此所使用之“發光二極體(LED)”詞語係指基本的半導體二極體結構(亦即，晶片)。在電子商店中出售、普遍認定及商業上可取得的“發光二極體”典型地代表一個由一些構件組成的“封裝”裝置。這些封裝裝置典型地包括基於半導體的發光二極體，例如(但不局限於)在美國專利4,918,487；5,631,190；及5,912,477中描述的各種線連結以及封住發光二極體的封裝。
如眾所周知的，發光二極體產生光的方式係透過將電子激發跨越半導體主動(發光)層之導電能帶及價能帶之間的能隙。電子躍遷產生一個波長的光，該波長取決於能隙。因此，由發光二極體發出的光顏色(波長)取決於發光二極體之主動層的半導體材料。
雖然發光二極體之發展係已經以許多方式進化照明工業，發光二極體之某些特性係已經呈現出挑戰，某些挑戰係已未被完全處理。舉例而言，任何特定的發光二極體之發射光譜典型地係集中於一個單一波長(如同由發光二極體之組成及結構所指示)，其係期望用於某些應用，然而係不期望用於其他應用(例如，用於提供照明，諸如一個發射光譜係提供一個非常低的CRI Ra)。
因為感知為白色光必需是二個或二個以上顏色(或是波長)的光混合，還沒有發展出單一發光二極體接面可以產生白光。“白光”發光二極體燈已經產生，其具有由各別紅、綠及藍色發光二極體形成的發光二極體像素/叢集。其他已經生產的“白光”LED燈包括(1)一個產生藍光的發光二極體以及(2)一個發出黃光的發光材料(例如磷光體)，其對發光二極體發出的光激發產生反應而發出黃光，因此當藍光及黃光混合時產生一個感知為白色的光。
1931年國際照明委員會色度圖(國際照明委員會色度圖(CIE色度色度圖)，建立於1931年對於主要色彩之國際性標準)，以及1976年國際照明委員會色度圖(類似於1931的圖解，但是經過修改使得在圖解上的類似距離表示類似的色彩差異)，提供對於定義色彩為主要色彩的加權總合之有用參考。
因此，發光二極體係能夠個別地或於任何組合下被使用，其係可選擇地與一或多個發光材料(例如，磷光體或閃光體)一起，以產生具有任何期望感知色彩(包含白色)之光。此外，在發光二極體已經使用的地方，各種努力正在進行以提供改進的含有發光二極體之裝置，例如針對於能量效率、演色性係數(CRI Ra)、效率(lm/W)、及/或是使用年限，且不限於任何特定色彩或光的色彩混合。
關於本發明性的主題之觀點係能夠表現於1931 CIE色度圖上或1976 CIE色度圖上。圖1顯示1931國際照明委員會色度圖(CIE色度圖)。圖2顯示1976色度圖。圖3顯示1976色度圖，其係包含黑體軌跡。熟習本項技術者係熟習這些圖，且這些圖係容易取得的(例如，藉由於網際網路上搜尋“CIE色度圖”)。
CIE色度圖地以二個CIE參數x及y(在1931圖的情況下)或是u’及v’(在1976圖的情況下)標出人類對顏色的理解。CIE色度圖的技術性描述參見例如”物理科學及技術百科全書”第7卷，230－231頁(1987年Robert A Meyers編輯)。光譜顏色分佈在輪廓空間的邊緣四周，其包括所有由人類眼睛感知的色調。邊界線表示光譜顏色的最大飽和值。如在上面指出，1976 CIE色度圖與1931圖類似，除了已經修改1976圖使得圖上的相似距離表示顏色感知的相似差距。
在1931圖中，圖上從一點的偏離可以以座標或是替代地以MacAdam色差橢圓表達，以給出一個指示顏色感知差距的程度。例如，點的軌跡定義為離開1931圖上由特定座標定義之特定色調的十個MacAdam色差橢圓，其包含每一個感知為離開一個特定色調到一個相同程度的幾個色調(並且同樣地離開一個特定色調、由其他MacAdam色差橢圓量定義的點軌跡)。
因為1976圖上的類似距離代表顏色的類似感知差距，與1976圖上一個點的偏移程度可以用座標u’及v’表達，例如離該點的距離＝(△u’2 ＋△v’2 )1/2 ，因此由點的軌跡定義的色調其每一個是離開特定色調的共同距離，其每一個色調包括感知為與特定色調不同到一個共同程度的色調。
在圖1－3中說明的色度座標及CIE色度圖在一些書及其他出版物中有詳盡解釋，例如K.H.Butler的“螢光燈磷光體”第98－107頁(賓夕法尼亞州立大學1980年出版)及G.Blasse等人的“發光材料”第109－110頁(Springer－Verlag 1994年)，二者在這裡以做為參考的方式併入。
沿著黑體軌跡的色度座標(也就是顏色點)服從Planck等式：E (λ )＝Aλ －5 /(e ( B / T ) －1)，其中E是發光強度，λ是發光波長，T是黑體的色溫且A及B是常數。平置或是靠近黑體軌跡的顏色座標產生使人類觀察者愉悅的白光。1976 CIE圖包括沿著黑體軌跡所列出的溫度。這些溫度列表顯示黑體輻射被增加到這種溫度時的顏色路徑。隨著加熱的物體變得白熾，它首先發出有點紅的光，然後淡黃，然後白最後有點藍。這個發生係因為與黑體輻射體峰值輻射相關的波長隨溫度的增加變得漸進地更短，而與Wien位移定律一致。產生在黑體軌跡上或靠近軌跡之光的照明體可以因此由它們的色溫描述。
各種發光材料是眾所周知的並且熟習該項技術者可以使用。例如，磷光體是當由激發輻射光源激發時可以發出反應性輻射(例如可見光)的一種發光材料。在許多例子中，該反應性輻射具有與激發輻射波長不同的波長。發光材料的其他範例包括閃爍體、日螢光膠帶及墨水，其在用紫外光照射時發出在可見光譜中的光。
發光材料可以分類為減損轉換，也就是使光子轉變成較低能級(較長波長)的一個材料，或是增益轉換，也就是使光子轉變成較高能級(較短波長)的材料。
如在上面討論的，在LED裝置中內含發光材料的方法已經透過添加發光材料到清澈或是半透明的封裝材料(例如環氧樹脂基、矽基、玻璃基或是金屬氧化物基的材料)中完成，例如透過混合及塗佈的方法。
例如，一個傳統的發光二極體燈係包括一個發光二極體晶片、一個以子彈型透明外罩覆蓋的發光二極體晶片、用來將電流供給發光二極體晶片的引線、及用來將發光二極體晶片的發光反射在相同方向的杯型反射器，其中該二極體晶片由樹脂第一部分封住，其進一步用樹脂第二部分封住。第一部分係透過以樹脂材料填滿杯型反射器而獲得，然後在已經將發光二極體晶片安裝在杯型反射器底部之後將它硬化，然後使它的陰極及陽極透過電線電連接到引線上。一個發光材料係消散到樹脂第一部分中，使它由發光二極體晶片發出的光A激發，激發的磷光體產生具有比光A更長波長的螢光(光B)。一部份光A穿透包括磷光體的樹脂第一部分，結果光C作為光A及光B的混合被用來照明。
如上面指出的，“白光LED燈”(也就是感知為白或是靠近白的光)已經調查研究可作為白熾燈的具潛力替代。白光LED燈的一個代表範例包括藍光二極體晶片的封裝，其由氮化銦鎵(InGaN)或是氮化鎵(GaN)製造，塗佈上例如鐿鋁石榴石(YAG)的磷光體。在這種LED燈中，藍光二極體晶片產生大約450奈米波長的發光，並且磷光體產生具有大約550奈米之頂點波長的黃螢光。在一些設計中，例如，白光二極體燈係由在一個發藍光半導體發光二極體的輸出表面形成陶瓷磷光體層而做成。從發光二極體晶片發出的一部分藍光經過該磷光體，而從發光二極體晶片發出的一部分藍光線由磷光體吸收，其受到激發並且發出一束黃光。發光二極體發出的一部分藍光穿過磷光體傳送而與磷光體發出的黃光混合。觀察者感知藍及黃光的混合為白光。另一種型式係使用一個藍光或紫光發光二極體晶片，其係結合磷光體材料，磷光體材料係產生紅色或橘色及綠色或黃綠色光線。於如此之燈之下，由該發光二極體晶片所發射之藍光或紫光之一部分係激勵該些磷光體，導致該些磷光體發射紅色或橘色及黃色或綠色光線。這些結合藍光或紫光之光線係能夠產生白光的感受。
亦如上文所述，於另一種發光二極體燈之型式中，一個發射一個紫外光之發光二極體晶片係結合產生紅、綠及藍光之磷光體。於如此之發光二極體中，已經自該發光二極體晶片發射之紫外光係激勵該磷光體，導致該磷光體發射紅、綠及藍光，當該些光被混合時，其係由人類眼睛感知為白光。因此，白光係亦能夠由這些光線之混合而獲得。
現有的發光二極體元件封裝及其他電子元件係組合至一個裝置之中的設計係已經被提供。於如此之設計中，一個封裝發光二極體係裝設至一個電路板上(或直接裝置至一個散熱座)，該電路板係裝設至一個散熱座，且該散熱座以及必需的驅動電子裝置係裝設至該裝置之外殼。於許多情況下，額外的光學裝置(對於封裝裝置而言為次要的)係亦為必須的。
持續有使用固態發光器，例如發光二極體，之方式的需要，以提供具有較大的能量效率及顏色演色性係數(CRI Ra)之光。
於包含一個固態發光器(例如發光二極體晶片)及一個發光件(例如，發光二極體封裝)之傳統照明裝置之情況下，該激勵光(亦即，自發光二極體而來之光)之一個相當比例(例如於許多情況下，多達20%至25%或更多)係自該發光件反射(背向散射)回該固態發光器之內。背向散射回該固態發光器(例如發光二極體晶片)之內的背向散射光本身係具有來自該固態發光器之非常低的可能性，且因此，如此之背向散射係造成一個系統的能量損失。
此外，該發光件所轉換之光係為單向的，使得一般而言，50%之光係自該來源被引導離開，且50%係被導引回朝向該來源。
假如該發光件係太厚，及/或假如該發光件內的發光材料成分係太大，則“自我吸收”係可能發生。當於該封裝層內之發射光係停留於該封裝層內以激勵其他發光材料粒子時，自我吸收係發生，且最後係被吸收或者被避免防止離開該裝置，因而減少效能(強度)及效率。此外，假如該發光材料之粒子大小係太大，則發光材料的粒子係能夠導致自該激勵來源(例如，發光二極體晶片)及由該發光件所產生之光兩者之不想要的散射。
如下文所討論，於本發明性之主題之某些實施例中，其係提供一種照明裝置，其係包含一個固態發光器、一個濾光器及一個發光件，其中，由該發光器所發射之光的大部分的光係通過該濾光器，且該光之一部分係被該發光件所吸收，且接著，由該發光件所發射且行進回朝向該固態發光器之任何光係被該濾光器反射，因而其係能夠自該照明裝置逃出。
根據本發明性之主題之一個第一態樣，其係提供一種照明裝置，其係包含：至少一個第一固態發光器及至少一個第一濾光器，其中，該第一固態發光器及該第一濾光器係彼此相對設置，使得假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射第一固態發光器之光，且該第一固態發光器之光的至少一部分係將接觸該第一濾光器。於本發明性之主題之此第一態樣中，該第一濾光器係允許至少某些具有於第一固態發光器之波長(亦即，由該第一固態發光器所發射之光的波長)範圍內的波長之光通過，且反射至少某些具有於第一固態發光器之波長範圍外的光，使得假如該第一固態發光器係發光使得該第一固態發光器係發射該第一固態光發射器之光，則至少一部分該第一固態發光器之光係將通過該第一濾光器。
於根據本發明性之主題之此第一態樣之某些實施例中，該固態發光器係為一個發光二極體晶片。
於根據本發明性之主題之此第一態樣之某些實施例中，假如該固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射第一固態發光器之光，且至少90%之該第一固態發光器之光將通過該第一濾光器。
於根據本發明性之主題之此第一態樣之某些實施例中，假如該固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射包含具有於245奈米至580奈米之範圍內的尖峰波長的光，且於某些實施例中，係於380奈米至490奈米之範圍內。
於根據本發明性之此第一態樣之某些實施例中，該第一濾光器係裝設於該第一固態發光器上(例如，於一個發光二極體晶片之上)。
於根據本發明性之主題之此第一態樣之某些實施例中，該第一濾光器係直接與該第一固態發光器接觸。
於根據本發明性之此第一態樣之某些實施例中，該照明裝置係進一步包含至少一個第一發光件，且該第一發光件係相對於該第一固態發光器及該第一濾光器設置，使得假如該第一固態發光器係發光之下，使得該第一固態發光器係發射該第一固態發光器之光，該第一固態發光器之光的至少一個第一部分係通過該第一濾光器，且被該第一發光件所吸收，藉此激勵該第一發光件，使得該第一發光件係發射第一發光件之光，且該第一發光件之光之至少一部分係被該第一濾光器反射。於某些如此之實施例中，假如該第一固態發光器係發光：(1)該第一固態發光器之光的至少50%(於某些情況下至少60%，於某些情況下至少70%，於某些情況下至少80%，且於某些情況下至少90%)將通過該第一濾光器，且與該第一濾光器接觸之該第一發光件之光的至少20%(於某些情況下至少30%，於某些情況下至少40%，於某些情況下至少50%)係被該第一濾光器反射，及/或(2)該第一固態發光器將發射第一固態光發射器之光，其係包含具有於245奈米至580奈米之範圍內的尖峰波長的光；該第一固態發光器之光的至少一部分將通過該第一濾光器，且被該第一發光件所吸收，藉此激勵該第一發光件，且導致該第一發光件發射第一發光件之光，其係包含具有於555奈米至700奈米之範圍內的主要波長的光；且該第一發光件之光之至少一部分係被該第一濾光器反射。
於根據本發明性之此第一態樣之某些實施例中，假如該至少一個第一固態發光器係發光以產生一個第一照明，則該第一照明內之光的一個第一部分係離開該照明裝置而不被一個發光件吸收，該第一照明之一個第二部分係被至少一個發光件減損轉換，當該至少一個發光件係被激勵時，其係發射減損轉換之光，其係具有於555奈米至大約585奈米之範圍內的波長，使得(1)該第一照明內之光之該第一部分及(2)不被任何其他發光件所吸收之減損轉換之光的組合係具有x及y色彩座標，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該區域係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.32及0.40之x及y座標，該第二點係具有0.36及0.48之x及y座標，該第三點係具有0.43及0.45之x及y座標，該第四點係具有0.42及0.42之x及y座標，該第五點係具有0.36及0.38之x及y座標。於某些如此之實施例中，該照明裝置係進一步包含(1)一或多個額外的固態發光器，當其係發光時，其係發射具有於600奈米至630奈米之範圍內的主要波長的光；及/或(2)一或多個額外的發光件，當其被激勵時，其係發射具有於600奈米至630奈米之範圍內的主要波長的光，且由該一或多個額外的固態發光器(假如發光)所發射之光及/或由該一或多個額外的發光件所發射之光以及(1)該第一照明內之光之該第一部分及(2)不被任何其他發光件所吸收之減損轉換之光的混合之組合係於一個1931 CIE色度圖上之黑體軌跡上至少一個點的10個MacAdam色差橢圓內(例如，當電源係提供給一條至少一個第一固態發光器係電連接之電源線時)。
根據本發明性之主題之一個第二態樣，其係提供一種照明方法，其係包含：使至少一個第一固態發光器發光，以產生第一固態發光器之光，該第一固態發光器係相對於一個第一濾光器設置，使得該第一固態發光器將發射第一固態發光器之光的至少一個第一部分係通過該第一濾光器；該第一固態發光器及該第一濾光器係相對於一個第一發光件設置，使得該第一固態發光器之光之該第一部分的至少一些係被該第一發光件吸收，藉此激勵該第一發光件，且導致該第一發光件發射第一發光件之光，且該第一發光件之光之至少一部分係被該第一濾光器反射。
於一個進一步的態樣中，本發明性的主題係關於一種外殼，其係包含一個封閉的空間及至少一個如上文所述之照明裝置，其中，假如該照明裝置係發光，該照明裝置係照明該外殼之至少一部分。
於一個進一步的態樣中，本發明性的主題係關於一種結構，其係包含一個表面及至少一個如上文所述之照明裝置，其中，假如該照明裝置係發光，該照明裝置係照明該表面之至少一部分。
本發明性的主題係進一步關於一種發光區域，其係包含至少一個項目，例如，選自由下列所組成之群組：結構、游泳池或溫泉浴場、房間、倉庫、指示燈、道路、停車場、車輛、廣告牌，例如道路標誌、船艦、玩具、鏡子、電子裝置、輪船、航空器、運動場、電腦、遠距音頻裝置、行動電話、樹木、窗戶、液晶顯示器、洞穴、隧道、操場、燈柱等等，其係具有至少一個於本文所述之照明裝置裝設於其內或其上。
於根據本發明性之主題之某些實施例中，所有離開該照明裝置之光的混合係具有一個1931 CIE色度圖上之x及y座標，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個點，其係於一個1931 CIE色度圖上之黑體軌跡上至少一個點的7個MacAdam色差橢圓內，及/或具有u’及v’座標，其係於一個1976 CIE色度圖上之黑體軌跡上至少一個點的0.01之內。
於根據本發明性之主題之某些實施例中，所有離開該照明裝置之光的混合係具有2500K及10000K之間之相關色溫。
關於根據其對於一個1931 CIE色度圖上之黑體軌跡接近度(於MacAdam色差橢圓內)而於此敘述之任何混合光而言，本發明性的主題係進一步關於在具有2700K、3000K或3500K之色溫的黑體軌跡上之光附近之混合光，亦即：具有x及y色彩座標之混合光，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該區域係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.4578及0.4101之x及y座標，該第二點係具有0.4813及0.4319之x及y座標，該第三點係具有0.4562及0.4260之x及y座標，該第四點係具有0.4373及0.3893之x及y座標，該第五點係具有0.4593及0.3944之x及y座標(亦即，接近2700K)；或者具有x及y色彩座標之混合光，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該區域係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.4338及0.4030之x及y座標，該第二點係具有0.4562及0.4260之x及y座標，該第三點係具有0.4299及0.4165之x及y座標，該第四點係具有0.4147及0.3814之x及y座標，該第五點係具有0.4373及0.3893之x及y座標(亦即，接近3000K)；或者具有x及y色彩座標之混合光，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該區域係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.4073及0.3930之x及y座標，該第二點係具有0.4299及0.4165之x及y座標，該第三點係具有0.3996及0.4015之x及y座標，該第四點係具有0.3889及0.3690之x及y座標，該第五點係具有0.4147及0.3814之x及y座標(亦即，接近3500K)。
於一個進一步的態樣中，本發明性的主題係關於一種照明設備，其係包含至少一個如上文所述之照明裝置。
現在將在下文中參考隨附的圖式來更完整說明本發明性的主題，其中，在隨附的圖式中顯示的係本發明性的主題的實施例。不過，本發明性的主題不應該被視為受限於本文所提出的實施例。更確切地說，提供該些實施例係為讓本文揭示內容更臻透澈與完整，且讓本文揭示內容將本發明性的主題的範疇完整地傳達給熟習本技術的人士。在所有圖式中，相同的元件符號係代表相同的元件。本文中所使用的「及/或」一詞包含本文中所列出之相關聯項目中一或多者的任何及所有組合。
本文所使用的術語僅係為達到說明特殊實施例的目的，而並非要限制本發明性的主題。如本文所使用，除非文中清楚提及，否則單數形式的「一」及「該」亦希望包含複數形式。進一步要瞭解的係，說明書中所用到的「包括」一詞係表明所述特徵圖形、事物、步驟、操作、元件、及/或器件的存在，但並不排除有一或多個其它特徵圖形、事物、步驟、操作、元件、器件、及/或其群組的存在，甚至並不排除加入一或多個其它特徵圖形、事物、步驟、操作、元件、器件、及/或其群組。
當本文中表示某一元件(例如一層、一區域、或一基板)位於另一元件「之上」或是延伸在另一元件「之上」時，其可能係直接位於該另一元件之上或是直接延伸在該另一元件之上，或者亦可能存在中間元件。相反地，當本文中表示某一元件直接位於另一元件「之上」或是直接延伸在另一元件「之上」時，便不會存在任何的中間元件。另外，當本文中表示某一元件「被連接至」或是「被耦合至」另一元件時，其可能係直接被連接至或是直接被耦合至該另一元件，或者亦可能存在中間元件。相反地，當本文中表示某一元件「直接被連接至」或是「直接被耦合至」另一元件時，便不會存在任何的中間元件。
雖然本文可能會使用「第一」、「第二」、...等詞語來說明各個元件、器件、區域、層、區段、及/或參數，不過，該些元件、器件、區域、層、區段、及/或參數不應該受限於該些詞語。該些詞語僅係用來區分一元件、器件、區域、層、或是區段以及另一區域、層、或是區段。因此，下文所討論的第一元件、器件、區域、層、或是區段亦可被稱為第二元件、器件、區域、層、或是區段，而不會脫離本發明性的主題的教示內容。
此外，相對詞彙，像是「較低」或「底部」及「較高」或「頂部」在此可用以描述一構件對於另一構件的關係，即如圖式中所繪示者。此等相對詞彙係為以涵蓋該裝置在除圖式中所描繪之指向以外的不同指向。例如，若在圖式中的裝置係經倒置，則經描述為另一構件之「較低」側的構件會成為位在該另一構件的較高側。因此，該示範性詞彙「較低」可根據圖式之特定指向而定涵蓋「較低」及「較高」兩者指向。類似地，若在該等圖式之一者內的裝置被顛倒，經描述為位於其他構件「下方」或「底下」之構件則可為位在該等其他構件的「上方」。因此，該等示範性詞彙「下方」或「底下」可涵蓋上方及下方兩者指向。
於此所使用之“發光”詞語，當指一個發光二極體時，其係意謂至少某些電流係正被提供給該發光二極體，以導致該發光二極體發射至少某些光。“發光的”詞語係包含該發光二極體持續或間歇地於一個速率下發光，使得一個人類的眼睛係感知其為持續發光之情況，或者複數個具有相同或不同的色彩之發光二極體係正在以一個人類的眼睛可以感知其為持續發光(且於不同的色彩被發光之情況下，為這些色彩之混合)之方式，間歇地及/或交替地(具有重疊或不重疊導通時間)發光之情況。
於此所使用之“激發”詞語，當指發光件(lumiphor)時，其係意謂至少某些電磁輻射(例如，可見光，紫外線或紅外線)係接觸該發光件，導致該發光件發射至少某些光。“被激發的”詞語係包含該發光件持續或間歇地於一個速率下發光，使得一個人類的眼睛係感知其為持續發光之情況，或者複數個具有相同或不同的色彩之發光件係正在以一個人類的眼睛可以感知其為持續發光(且於不同的色彩被發光之情況下，為這些色彩之混合)之方式，間歇地及/或交替地(具有重疊或不重疊導通時間)發光之情況。
該表示詞「照明裝置」即如本揭中所使用者，除能夠發射光線以外，並不具限制性。意即一照明裝置可為一裝置，此者可照射一區域或體積，即如一結構、一游泳池或泉池、一屋室、一倉庫、一指示牌、一道路、一停車場、一載具、一標誌，像是道路號誌、一佈告欄、一船隻、一玩具、一映鏡、一容器、一電子裝置、一遊艇、一航機、一體育館、一電腦、一遠端音訊裝置、一遠端視訊裝置、一行動電話、一樹木、一窗戶、一LCD顯示器、一洞穴、一隧道、一庭院、一燈桿；或是一可照射一裹封的裝置或裝置組列；或者為一裝置，此者可用於邊光或背發光明(即如背光海報、標誌、LCD顯示器)、燈泡取代物(即如用以取代AC白熾光燈、低電壓光燈、螢光燈等等)、用於室外照明的燈光、用於安全照明的燈光、用於外部住宅照明(牆壁架置、屋柱/屋樑架置)、天花板固架/壁突燭台、衣櫃底部照明、光燈(地板及/或桌台及/或桌面)、地景照明、追蹤照明、任務照明、特殊照明、頂板吊扇照明、拱門/藝術顯示照明、高震動/衝擊照明－工作照明等等、映鏡/豪華照明的燈光；或者是任何其他的發光裝置。
於本文之於一個裝置內的兩個構件係“電連接”之敘述係意謂：該些構件之間係電性上無構件，插入構件係能夠影響該裝置所提供之功能。舉例而言，兩個構件係能夠被稱為電連接，即使其之間係可以具有一個小的電阻，其係實質上不影響由該裝置所提供之功能(事實上，一個連接兩個構件之接線係能夠被認為一個小的電阻)。類似地，兩個構件係能夠被稱為電連接，即使其之間係具有一個額外的電性構件，其係允許該裝置實施一個額外的功能，同時實質上不影響除了不包含該額外的構件之外為相同的裝置所提供之功能。類似地，直接彼此連接之兩個構件，或者直接連接至一個電路板上之一條導線或一條軌線之相對端的兩個構件，係為電連接。
於此所使用之“裝設於．．．上”詞語係意謂於一個第二結構上之第一結構係能夠與該第二結構接觸，或者能夠與該第二結構以一或多個中介結構(每一側，相對側，與第一結構、第二結構或中介結構之一接觸之側)分開。
於本說明書(包含前面段落)所使用之“接觸”詞語係意謂與一個第二結構“接觸”之第一結構係能夠直接與該第二結構接觸，或者能夠由一或多個中介結構所分隔(亦即，間接接觸)，其中，該第一及第二結構及該一或多個中介結構之每一個係具有至少一個表面，其係與第一及第二結構之表面及一或多個中介結構之表面中選擇出之另一個表面直接接觸。
除另定義者外，所有本揭所使用之詞彙(包含技術性及科學性詞彙)皆擁有與熟諳本發明所屬技藝之人士如常所瞭解者相同的意義。可進一步瞭解到應將該等詞彙，像是在常用辭典中所定義者，解譯成具有相符於其在相關技藝及本揭示情境下之意義的意義，並且除在本揭示中經顯明地如此定義者外，將不會按一理想化或過度正式意涵方式進行解譯。而熟習本項技術者亦將能瞭解一經放置「鄰近」於另一特性之結構或特性的參照說明確可具有與該鄰近特性為重疊或底置的局部。
如上文所述，根據本發明性之主題之一個第一態樣，其係提供一種照明裝置，其係包含：至少一個第一固態發光器及至少一個第一濾光器。
任何期望的固態光發射器或複數個光發射器係能夠根據本發明而被採用。熟習本項技術者係知道且已經準備好使用廣泛範圍的如此發射器。如此之固態光發射器係包含無機及有機光發射器。如此之光發射器之型式的範例係包含廣泛範圍的發光二極體(有機或無機，包含聚合物發光二極體(Polymer Light Emitting Diode,PLED))，雷射二極體，薄膜電激發光裝置，發光聚合物(Light Emitting Polymer,LEP)，許多這些型式係為此業界所眾所周知(且因此，不需要詳細敘述如此之裝置及/或製造這些裝置之材料)。
個別的光發射器係能夠彼此類似、彼此不同或者任何組合(亦即，能夠為一種型式之複數個固態光發射器，或者每一個具有兩個或更多型式之固態光發射器)。
如上文所述，一種能夠改進的固態光發射器之型式係為發光二極體。如此之發光二極體係能夠自任何發光二極體(熟習本項技術者容易獲得及眾所周知之廣泛的種類，且因此，係不需要詳細敘述如此之裝置及/或製造這些裝置之材料)選擇出。舉例而言，發光二極體之型式的範例係包含無機及有機發光二極體，其之每一個的種類係為眾所周知。
熟習本項技術者係熟悉且已經準備好按取許多種類之實施於本文所述之濾光器的功能之濾光器。舉例而言，標準的“帶通”(高/低或低/高)濾光器將傳送某些波長下的光，例如高能量藍光，且將反射較長的波長之光(諸如作為用於選擇出之波長的“光二極體”之濾光器)。用於使用於根據本發明性之主題的適合的濾光器之代表性範例係包含海洋光學(Ocean Optics)所行銷之二色性(dichroic)濾光器陣列及自Edmond光學而來的VIS短通濾光器(Short Pass Filter)。
如上文所述，於根據本發明性之主題的某些實施例中，該照明裝置係進一步包含至少一個第一發光件。所包含之一或多個發光件係能夠為任何期望的發光材料。該一或多個發光材料係能夠減損轉換，或是增益轉換，或者能夠包含上述兩種型式之組合。舉例而言，於該發光件內之一或多個發光材料係能夠自磷光體、閃爍體、日螢光膠帶及墨水中選擇出，墨水係在用紫外光照射時發出在可見光譜中的光。
該一或多個發光材料係能夠以任何期望的形式提供。舉例而言，該發光元件係能夠內建於一個樹脂(亦即，一個聚合矩陣(polymeric matrix))之內，諸如矽材料、環氧樹脂材料、玻璃材料或是金屬氧化物材料。該一或多個發光件或每一個假如想要，係能夠進一步包含一或多個高穿透的(透明或實質上透明的或略微擴散)封裝材料，或由一或多個高穿透的(透明或實質上透明的或略微擴散)封裝材料所組成或主要由其組成，高穿透的封裝材料係例如由環氧樹脂基、矽基、玻璃基或是金屬氧化物基或其他適合的材料製成(例如，於任何給定的包含一或多個封裝材料之發光件之中，一或多個發光件係能夠於該一或多個封裝材料內被塗佈)。舉例而言，一般而言，該發光件越厚，則該磷光體之重量百分比係能夠越低。
該(或每一個)一或多個發光件係能夠獨立地進一步包含任何數量之眾所周知的附加物，例如擴散器，散射器，調色調器等等。
於根據本發明性之主題之某些實施例中，一或多個固態發光器以及一或多個濾光器及一或多個發光件係能夠包含於一個封裝之中。於某些如此之實施例中，該封裝內之該一或多個發光件係能夠與該封裝內之該一或多個發光二極體間隔開，以達成改進的光取出效率，如敘述於2005年12月22日所提出申請之美國專利申請案號60/753,138，其標題名稱為“照明裝置”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件案號931_003 PRO)，其整個內容在此併入參考。
於根據本發明性之主題之某些實施例中，兩個或更多個發光二極體係能夠被設置，兩個或更多個發光件係彼此間隔開，如敘述於2006年1月23日所提出申請之美國專利申請案號60/794,379，其標題名稱為“藉由空間分隔發光件膜於發光二極體內移位空間內容”(發明人：Gerald H.Negley及Antony Paul van de Ven；代理人文件案號931_006 PRO)，及申請於2007年1月19日之美國專利申請案號11/624,811，其整個內容在此併入參考。
熟習本項技術者係熟悉且已經準備好接取許多使用於封裝固態發光器(例如，發光二極體晶片)之種類之材料，以及用於封裝固態發光器之許多種類之方法。這些材料及方法之任一個係能夠使用於封裝根據本發明性之主題的該些固態發器以及可選用地一或多個發光件。
代表性的適合的發光二極體晶片、發光二極體晶片及發光件之組合的代表性範例係敘述如下：(1)於2005年12月22日所提出申請之美國專利申請案號60/753,138，其標題名稱為“照明裝置”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件案號931_003 PRO)及申請於2006年12月21日之美國專利申請案號11/614,180，其整個內容在此併入參考；(2)於2006年4月24日所提出申請之美國專利申請案號60/794,379，其標題名稱為“空間分離發光膜以偏移LED中的光譜內容”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven；代理人文件案號931_006 PRO)，及申請於2007年1月19日之美國專利申請案號11/624,811，其整個內容在此併入參考；(3)於2006年5月26日所提出申請之美國專利申請案號60/808,702，其標題名稱為“照明裝置”(發明人：Gerald H.Negley與Antony Paul van de Ven；代理人文件案號931_009 PRO)，及申請於2007年5月22日之美國專利申請案號11/751,982，其整個內容在此併入參考；(4)於2006年5月26日所提出申請之美國專利申請案號60/808,925，其標題名稱為“固態發光裝置及其製造方法”(發明人：Gerald H.Negley與Neal Hunter；代理人文件案號931_010 PRO)，及申請於2007年5月24日之美國專利申請案號11/753,103，其整個內容在此併入參考；(5)於2006年5月23日所提出申請之美國專利申請案號60/802,697，其標題名稱為“照明裝置及製造方法”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件案號931_011 PRO)，及申請於2007年5月22日之美國專利申請案號11/753,990，其整個內容在此併入參考；(6)於2006年8月23日所提出申請之美國專利申請案號60/839,453，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_034 PRO)，及申請於2007年8月22日之美國專利申請案號11/843,243，其整個內容在此併入參考；(7)於2006年11月7日所提出申請之美國專利申請案號60/857,305，其標題名稱為“照明裝置及照明方法”(發明人：Antony Paul van de Ven與Gerald H.Negley；代理人文件案號931_027 PRO)，及申請於2007年11月7日之美國專利申請案號11/936,163，其整個內容在此併入參考；以及(8)於2005年10月12日所提出申請之美國專利申請案號60/851,230，其標題名稱為“照明裝置及其製造方法”(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件案號931_041 PRO)，及申請於2007年10月11日之美國專利申請案號11/870,679，其整個內容在此併入參考。
此根據本發明性之主題之照明裝置可以包括任何所想要數目之固態發光器及/或發光件。例如，此根據本發明性之主題之照明裝置可以包括：50個或更多個固態發光器，或可以包括100個或更多個固態發光器等。
於根據本發明性之主題之某些照明裝置中，其係進一步包含一或多個電路元件，例如，用於提供及控制通過該照明裝置內之一或多個固態發光器之至少一個之電流的驅動電子電路。熟習本項技術者係熟悉廣泛種類之提供及控制通過固態發光器之電流的方法，且如此之方法係能夠採用於本發明性之主題之照明裝置之中。舉例而言，如此之電路係能夠包含至少一個接點，至少一個導線架，至少一個電流調整器，至少一個電源控制器，至少一個電壓控制器，至少一個升壓器，至少一個電容器及/或至少一個橋式整流器，熟習本項技術者係熟悉如此之元件，且係輕易地能夠設計符合期望的電流特性之適合的電路。此外，任何期望的電路係能夠被使用以提供能量給根據本發明性之主題的照明裝置。可以被使用於實施本發明性之主題之電路的代表性實例係描述如下：(1)美國專利申請案第60/752,753號，於2005年12月21日申請，名稱為”照明裝置”(發明者：Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven以及Neal Hunter；代理人文件案號931_002 PRO)以及2006年12月20日所提出申請之美國專利申請案號11/613,692，其整體在此以引用方式併入；(2)美國專利申請案第60/798,446號，於2006年5月5日申請，名稱為”照明裝置”(發明者：Antony Paul van de Ven；代理人文件案號931_008 PRO)以及2007年5月3日所提出申請之美國專利申請案號11/743,754；其整體在此以引用方式併入；(3)於2006年6月1日所提出申請之美國專利申請案號60/809,959，其標題名稱為“Lighting Device With Cooling“(發明人：Thomas G.Coleman,Gerald H.Negley、以及Antony Paulvan de Ven；代理人文件案號931_007 PRO)；以及2007年1月24日所提出申請之美國專利申請案號11/626,483；其整個內容在此併入參考；(4)於2006年5月31日所提出申請之美國專利申請案號60/809,595，其標題名稱為“LIGHTING DEVICE AND METHOD OF LIGHTING“(發明人：Gerald H.Negley；代理人文件案號931_018 PRO)；以及2007年5月30日所提出申請之美國專利申請案號11/755,162；其整個內容在此併入參考；以及(5)於2006年9月13日所提出申請之美國專利申請案號60/844,325，其標題名稱為“BOOST/FLYBACK POWER SUPPLY TOPOLOGY WITH LOW SIDE MOSFET CURRENT CONTROL“(發明人：Peter Yay Myers；代理人文件案號931_020 PRO)；以及2007年9月13日所提出申請之美國專利申請案號11/854,744；其整個內容在此併入參考。
於根據本發明性之主題之某些實施例中，其係進一步包含一或多個電源，例如，一或多個電池及/或太陽能電池，及/或一或多個標準交流插頭。
此外，熟習本項技術者係熟悉許多不同用於許多不同型式之照明的裝設結構，且如此之結構係能夠根據本發明性之主題而被使用。
本發明之照明裝置的可見光源可以用任何所欲求的方式被配置，安裝並且供應電力，並且可以安裝在任何所欲求的外殼或是設備上。本技術領域具有通常知識者應熟悉許多種不同的配置方式，安裝體系，電源供應裝置，外殼以及設備，以及任何此種配置，體系，設備，外殼以及設備可以與本發明相關而使用。本發明之照明裝置可以電氣連接(或是選擇性的連接)至任何所欲求的電源，熟悉本技術領域之人員應對許多此種電源非常了解。
可見光源、安裝結構、用於安裝可見光之來源的體系、用於提供電力至可見光源之設備、用於可見光源之外殼、用於可見光源之器具、用於可見光源的電源及完整的照明組件，以及所有適合用於本發明性之主題之所有設備、裝置、其他裝設結構及完整的照明組件的代表性實例係描述如下：(1)美國專利申請案第60/752,753號，於2005年12月21日申請，名稱為”照明裝置”(發明者：Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven以及Neal Hunter；代理人文件案號931_002 PRO)以及2006年12月20日所提出申請之美國專利申請案號11/613,692，其整體在此以引用方式併入；(2)美國專利申請案第60/798,446號，於2006年5月5日申請，名稱為”照明裝置”(發明者：Antony Paul van de Ven；代理人文件案號931_008 PRO)以及2007年5月3日所提出申請之美國專利申請案號11/743,754；其整體在此以引用方式併入；(3)美國專利申請案第60/845,429號，於2006年9月18日申請，名稱為”照明裝置、照明組件、固定件與其方法”(發明者：Gerald H.Negley以及Antony Paul van de Ven；代理人案號931_019 PRO)以及2007年9月17日所提出申請之美國專利申請案號11/856,421，在此以引用方式併入；(4)美國專利申請案第60/846,222號，於2006年9月21日申請，名稱為”照明組件、安裝其之方法、以及更換燈之方法”(發明者：Antony Paul van de Ven以及Gerald H.Negley；代理人案號931_021 PRO)以及2007年9月21日所提出申請之美國專利申請案號11/859,048，在此以引用方式併入；(5)美國專利申請案第60/809,618號，於2006年5月31日申請，名稱為”照明裝置與照明方法”(發明者：Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven以及Thomas G.Goleman；代理人案號931_017 PRO)以及2007年5月30日所提出申請之美國專利申請案號11/755,153，在此以引用方式併入；(6)美國專利申請案第60/858,881號，於2006年11月14日申請，名稱為”照明引擎組件”(發明者：Paul Kenneth Pickard以及Gary David Trott；代理人案號931_036 PRO)以及2007年11月13日所提出申請之美國專利申請案號11/939,052，在此以引用方式併入；(7)美國專利申請案第60/859,013號，於2006年11月14日申請，名稱為”照明組件以及用於照明組件之元件”(發明者：Gary David Trott以及Paul Kenneth Pickard；代理人案號931_037 PRO)以及2007年4月18日所提出申請之美國專利申請案號11/736,799，在此以引用方式併入；(8)美國專利申請案第60/853,589號，於2006年10月23日申請，名稱為”照明裝置與安裝照明引擎外殼之方法以及/或者照明裝置外殼之修整元件”(發明者：Gary David Trott以及Paul Kenneth Pickard；代理人案號931_038 PRO)以及2007年10月23日所提出申請之美國專利申請案號11/877,038，在此以引用方式併入。
(9)美國專利申請案第60/861,901號，於2006年11月30日申請，名稱為”具有附屬配件之發光二極體下向光”(發明者：Gary David Trott、Paul Kenneth Pickard以及EdAdams；代理人案號931_044 PRO)，在此以引用方式併入；(10)美國專利申請案第60/916,384號，於2007年5月7日申請，名稱為”照明設備、照明裝置及用於其之構件”(發明者：Gary David Trott、Paul Kenneth Pickard以及Ed Adams；代理人案號931_055 PRO)，在此以引用方式併入。
(11)美國專利申請案第60/858,558號，於2006年11月13日申請，名稱為”照明裝置、發光外殼與照明方法”(發明者：Gerald H.Negley；代理人案號931_026)，其之整體在此以引用方式併入。
本發明性的主題係進一步關於一種發光外殼(其之體積係能夠均勻或非均勻地發光)，其係包含一個封閉的空間及至少一個根據本發明性的主題之照明裝置，其中，該照明裝置係照明該封閉空間之至少一部分(均勻地或非均勻地)。
本發明性的主題係進一步關於一種照明表面，其係包含一個表面及至少一個於本文所述之照明裝置，其中，該照明裝置將照明該表面之至少一部分。
本發明性的主題係進一步關於一種被照明區域，其係包含至少一個項目，例如，選自由下列所組成之群組：結構、游泳池或溫泉浴場(spa)、房間、倉庫、指示燈、道路、停車場、車輛、廣告牌，例如道路標誌、船艦、玩具、鏡子、電子裝置、輪船、航空器、運動場、電腦、遠距音頻裝置、行動電話、樹木、窗戶、液晶顯示器、洞穴、隧道、操場、燈柱等等，其係具有至少一個於本文所述之照明裝置裝設於其內或其上。
可以進一步將一或更多個亮度增強薄膜選擇性地包括於此根據本發明標的此觀點之照明裝置中。此等薄膜在此技術中為所熟知且可容易獲得。此等亮度增強薄膜(例如：商業上可以從3M獲取之BEF薄膜)為選擇性的－－－－當使用時，其藉由限制接收角度而提供更具方向性之光源。此未被“接受”之光線藉由高度反射光源殼體而重新循環。如果使用此亮度增強薄膜(其可以選擇性地例如藉由WFT，而由一或更多個擷取薄膜所取代)，其較佳被最適化以限制發光源之視角，且增加在第一次(或最早可能)通過時擷取光線之可能性。
此外，可以將一或更多個散射元件(例如：層)選擇性地包括於：根據本發明標的此觀點之照明裝置中。此散射元件可以包括於發光螢光粉中，及/或可以提供各別的散射元件。此等廣泛種類之各別散射元件、與經組合發光與散射元件，對於熟習此技術人士為所熟知，以及任何此等元件可以使用於本發明標的之照明裝置中。
根據本發明性之主題之實施例係於此參照所示之剖面圖(及/或平面圖)而予以敘述，該些圖係為本發明之理想化實施例的示意圖。如此一來，由於舉例而言製造技術及/或容差所造成之圖式的形狀的變異係能夠被預想到。因此，本發明性之主題之實施例係不應該被解釋為限制於於此所示之區域的特定形成，而係應該包含由於舉例而言製造技術所造成之形狀的變異。舉例而言，一個描繪或敘述為一個矩形之模造區域典型地係將具有圓形或曲線的特色。因此，示於圖式中之區域係本質上為示意的，且其之形狀係不意欲顯示一個裝置之一個區域的準確形狀，且係不意欲限制本發明性的主題的範疇。
圖4係顯示根據本發明性的主題之一個照明裝置的一個第一實施例。參照圖4，其係顯示一種照明裝置10，其係包含：一個發光二極體晶片11，一個第一濾光器12及一個第一發光件13。
該發光二極體晶片11及該第一濾光器12係彼此相對設置，使得假如該發光二極體晶片11係發光，則該發光二極體晶片11將發射第一固態發光器之光，且該第一固態發光器之光的至少一部分係將接觸該第一濾光器12。
假如該發光二極體晶片11係發光，則該第一濾光器12係允許至少某些具有一第一固態發光器之波長範圍內之波長的光通過，且反射至少某些具有該第一固態發光器之波長範圍之外的波長之光，該第一固態發光器之波長的範圍係由該發光二極體晶片11所發射之光的波長所組成，使得假如該發光二極體晶片11係發光，則其係發射第一固態發光器之光，該第一固態發光器之光的至少一部分係將通過該第一濾光器12。
如示於圖4，該發光二極體晶片11係裝設於該第一濾光器12上。
該第一發光件係相對於該第一發光二極體晶片11設置，且該第一濾光器12係使得假如該第一發光二極體晶片11係發光之下且發射該第一發光二極體之光，則該第一固態發光器之光的至少一個第一部分係通過該第一濾光器12，且被該第一發光件13所吸收，藉此激勵該第一發光件13，使得該第一發光件13係發射第一發光件之光，其係包含具有於555奈米至585奈米之範圍內的主要波長的光，且該第一發光件之光之至少一部分係被該第一濾光器12反射。
圖4亦顯示一個導線架，其係包含一個第一導線15及一個第二導線16。該第一導線15係包含一個反射杯17。一個第一接線18係連接該第一導線15至一個接點19，其係與該發光二極體晶片11之一個表面直接接觸。
於其他實施例中，該發光二極體晶片11係能夠發射具有於245奈米至580奈米之範圍內的尖峰及/或主要波長的光。
本發明性的主題係包含照明裝置，其中，綠色光係由一或多個固態發光器發射出，且綠色光係以一個發出紅色光之發光件作減損轉換，且一個濾光器係設置成其係(1)允許由該固態發光器所發射之綠色光之一個第一部分通過該濾光器，且其(2)反射由該發光件所發射之紅色光之至少一部分導引回朝向該晶片。如此之照明裝置係能夠為紅色發光二極體(實質上所有綠色光係減損轉換成紅色)或者黃色發光二極體(減損轉換過之紅色光係與非減損轉換之綠色光混合)。
本發明性的主題係進一步包含照明裝置，其中，紫外光係由一或多個固態發光器發射出，且紫外光係以一個發出可見光之發光件作減損轉換，且一個濾光器係設置成其係(1)允許由該固態發光器所發射之紫外光之一個第一部分通過該濾光器，且其(2)反射由該發光件所發射之可見光之至少一部分且導引回朝向該晶片。如此之照明裝置係能夠具有任何期望色彩之發光二極體(例如，根據包含於該發光件內之發光材料的混合或發光材料的性質而定)。
根據本發明性的主題之照明裝置係能夠使用於發光二極體陣列之中。舉例而言，根據本發明性的主題之照明裝置係能夠使用於液晶顯示器之背光，或者於該些發光件係與該發光二極體陣列分隔之照明器具之中。
根據本發明性的主題之照明裝置係亦包含具有一或多個固態雷射及一或多個濾光器之裝置之中，例如，其中，紅外線雷射係使用於激勵鋰晶體以製造綠色雷射。
於此所述之照明裝置的任何兩個或更多個結構部件係能夠被整合。於此所述之照明裝置的任何結構部件係能夠被設置成兩個或更多個部件(假如有需要，其係能夠保持在一起)。
再者，雖然本文已經參考特定的元件組合來解釋過本發明的特定實施例，不過，各種其它組合並未脫離本發明的敎示內容。因此，本發明不應該被視為受限於本文所述及圖中所示的特殊示範性實施例，而係可能涵蓋該等各種已圖解實施例中之元件的組合。
在本文揭示內容的前提下，熟習本技術的人士仍可對本發明進行眾多變更與修正，而不會脫離本發明的精神與範疇。所以，必須瞭解的係，本文所解釋之實施例僅係為達示範的目的，而不應將其視為限制由下面申請專利範圍所定義之本發明的範疇。所以，下面的申請專利範圍應被解讀為不僅包含字義上所提出的元件之組合，還應包含以實質相同的方式來實施實質相同功能以達到實質相同結果的所有均等元件。因此，申請專利範圍應被理解成包含上面特別圖解與說明的元件、概念上等效的元件，並且還涵蓋本發明的基本觀念。
10．．．照明裝置
11．．．發光二極體晶片
12．．．第一濾光器
13．．．第一發光件
15．．．第一導線
16．．．第二導線
17．．．反射杯
18．．．第一接線
19．．．接點
圖1顯示1931國際照明委員會色度圖。
圖2顯示1976色度圖。
圖3顯示1976色度圖，包含黑體軌跡。
圖4係顯示根據本發明之一個照明裝置的一個第一實施例。
10．．．照明裝置
11．．．發光二極體晶片
12．．．第一濾光器
13．．．第一發光件
15．．．第一導線
16．．．第二導線
17．．．反射杯
18．．．第一接線
19．．．接點

Claims (33)

  1. 一種照明裝置，其係包含：至少一個第一固態發光器，其發出在第一波長範圍內的光；至少一個第一濾光器；以及至少一個第一含有發光材料元件，該第一固態發光器及該第一濾光器彼此相對設置，使得假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射第一固態發光器之光，且該第一固態發光器之光的至少一部分係將進入該第一濾光器；該第一濾光器係允許至少某些具有於該第一波長範圍內的波長之光通過，且反射至少某些具有於該第一波長範圍外的光，使得假如該第一固態發光器係發光因而該第一固態發光器係發射第一固態發光器之光，則至少一部分該第一固態發光器之光係將通過該第一濾光器，該第一濾光器是直接接觸該第一固態發光器，該第一含有發光材料元件與該第一濾光器相分隔。
  2. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該第一固態發光器係為一個發光二極體晶片。
  3. 如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中，該第一濾光器係裝設於該發光二極體晶片之上。
  4. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則至少90%之該第一固態發光器之光將通過該第一濾光器。
  5. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射具有於380奈米至490奈米之範圍內的尖峰波長的光。
  6. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該第一濾光器係裝設於該第一固態發光器上。
  7. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該第一含有發光材料結構係相對於該第一固態發光器及該第一濾光器設置，使得假如該第一固態發光器係發光因而發射該第一固態發光器之光：該第一固態發光器之光的至少一個第一部分係通過該第一濾光器，且被該第一發光件所吸收，藉此激勵該第一發光件，使得該第一發光件係發射第一發光件之光，且該第一發光件之光之至少一部分係被該第一濾光器反射。
  8. 如申請專利範圍第7項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器之光的至少90%將通過該第一濾光器，且進入該第一濾光器之該第一發光件之光的至少50%係被該第一濾光器反射。
  9. 如申請專利範圍第7項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射第一固態發光器之光，其係包含具有於380奈米至490奈米之範圍內的尖峰波長的光；該第一固態發光器之光的至少一部分將通過該第一濾光器，且被該第一發光件所吸收，藉此激勵該第一發光件，且導致該第一發光件發射第一發光件之光，其係包含具有 於555奈米至585奈米之範圍內的主要波長的光；且該第一發光件之光之至少一部分係將被該第一濾光器反射。
  10. 如申請專利範圍第7項之照明裝置，其中，該第一固態發光器、該第一含有發光材料元件及該第一濾光器係皆包含於一個第一封裝之中，該第一封裝係進一步包含至少一個囊封(encapsulant)。
  11. 如申請專利範圍第7項之照明裝置，其中，該第一發光件係與該第一固態發光器間隔開。
  12. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該照明裝置係發光，其係具有x及y色彩座標，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該區域係由第一、第二、第三、第四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.32及0.40之x及y座標，該第二點係具有0.36及0.48之x及y座標，該第三點係具有0.43及0.45之x及y座標，該第四點係具有0.42及0.42之x及y座標，該第五點係具有0.36及0.38之x及y座標。
  13. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該第一固態發光器及該第一濾光器係皆包含於一個第一封裝之中，該第一封裝係進一步包含至少一個囊封。
  14. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且假如電力係提供給該至少一條電源線時，所有離開該照明裝置之光的混合係具有一個1931 CIE色度圖上之x及y座標，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個點，其係於一個1931 CIE色度圖上之黑體軌跡上至少一個點的7個MacAdam色差橢圓內。
  15. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且假如電力係提供給該至少一條電源線時，所有離開該照明裝置之光的混合係具有u’及v’座標，其係於一個1976 CIE色度圖上之黑體軌跡上至少一個點的0.01之內。
  16. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，該照明裝置係進一步包含至少一條電源線，且假如電力係提供給該至少一條電源線時，所有離開該照明裝置之光的混合係具有2500K及10000K之間之相關色溫。
  17. 一種外殼，其係包含一個封閉的空間及至少一個如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，該照明裝置係照明該封閉空間之至少一部分。
  18. 一種結構，其係包含一個表面及至少一個如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，該照明裝置係照明該表面之至少一部分。
  19. 一種發光區域，其係包含至少一個項目，該項目 係選自由下列所組成之群組：結構、游泳池或溫泉浴場、房間、倉庫、指示燈、道路、停車場、車輛、廣告牌、道路標誌、廣告牌、船艦、玩具、鏡子、電子裝置、輪船、航空器、運動場、電腦、遠距音頻裝置、遠距視訊裝置、行動電話、樹木、窗戶、液晶顯示器、洞穴、隧道、操場及燈柱，其係具有至少一個如申請專利範圍第1項之照明裝置裝設於其內或其上。
  20. 一種照明方法，其係包含：使至少一個第一固態發光器發光，以產生第一固態發光器之光，該第一固態發光器相對於一個第一濾光器設置，使得該第一固態發光器之光的至少一個第一部分係通過該第一濾光器；該第一固態發光器及該第一濾光器相對於一個第一發光件設置，使得該第一固態發光器之光之該第一部分的至少一些係被該第一發光件吸收，藉此激勵該第一發光件，且導致該第一發光件發射第一發光件之光，且該第一發光件之光之至少一部分係被該第一濾光器反射，該第一濾光器是直接接觸該第一固態發光器，該第一發光件與該第一濾光器相分隔。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，至少90%之該第一固態發光器之光係通過該第一濾光器。
  22. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，該第一固態發光器之光係具有於380奈米至490奈米之範圍內的尖峰波長。
  23. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，至少90%之該第一固態發光器之光係通過該第一濾光器，且進入該第一濾光器之該第一發光件之光的至少50%係被該第一濾光器反射。
  24. 一種照明裝置，其係包含：至少一個第一固態發光器；至少一個第一發光件；及濾光裝置，其係用於允許由該第一固態發光器所發射之光的至少一個第一部分通過，及用於在該第一發光件被該光之該第一部分的至少一部分激勵之後，反射該第一發光件所發射之光之至少一個第二部分，該濾光裝置是直接接觸該第一固態發光器，該第一發光件與該濾光裝置相分隔。
  25. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中，該第一固態發光器係為一個發光二極體晶片。
  26. 如申請專利範圍第25項之照明裝置，其中，該濾光裝置係裝設於該發光二極體晶片之上。
  27. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射第一固態發光器之光，且至少90%之該第一固態發光器之光將通過該濾光裝置。
  28. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射包含具有於380奈米至490奈米之範圍內的尖峰波長的光。
  29. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器之光的至少90%將通過該濾光裝置，且進入該濾光裝置之該第一發光件之光的至少50%係被該濾光裝置反射。
  30. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中：假如該第一固態發光器係發光，則該第一固態發光器將發射第一固態發光器之光，其係包含具有於380奈米至490奈米之範圍內的尖峰波長的光；該第一固態發光器之光的至少一部分將通過該濾光裝置，且被該第一發光件所吸收，藉此激勵該第一發光件，且導致該第一發光件發射第一發光件之光，其係包含具有於555奈米至585奈米之範圍內的主要波長的光；且該第一發光件之光之至少一部分係將被該濾光裝置反射。
  31. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中，該第一固態發光器、該第一發光件及該濾光裝置係皆於一個第一封裝之中，該第一封裝係進一步包含至少一個囊封(encapsulant)。
  32. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中，該第一發光件係與該第一固態發光器間隔開。
  33. 如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中，假如該第一固態發光器係發光，則該照明裝置係發光，其係具有x及y色彩座標，其係定義於一個1931 CIE色度圖上之一個區域內的一個點，該區域係由第一、第二、第三、第 四及第五線段所圍繞，第一線段係連接一個第一點至一個第二點，第二線段係連接該第二點至一個第三點，第三線段係連接該第三點至一個第四點，第四線段係連接該第四點至一個第五點，第五線段係連接該第五點至該第一點，該第一點係具有0.32及0.40之x及y座標，該第二點係具有0.36及0.48之x及y座標，該第三點係具有0.43及0.45之x及y座標，該第四點係具有0.42及0.42之x及y座標，該第五點係具有0.36及0.38之x及y座標。
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