[发明专利]照明装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2005年12月22日、申请号为60/753,138的美国临 时专利申请的优先权，并在此将该美国临时专利申请的全文引用入本申请中。

本申请要求申请日为2006年7月19日、申请号为60/831,775的美国临时 专利申请的优先权，并在此将该美国临时专利申请的全文引用入本申请中。

技术领域

本发明涉及照明装置，更具体地说，涉及一种包括一个或多个固态发光体 和一种或多种发光材料(例如，一种或多种磷光体)的装置。在特定方面，本 发明涉及一种照明装置，所述照明装置包括一个或多个发光二极管以及一种或 多种发光材料。

背景技术

在美国，每年有很大比例的(有人估计大约占1/3)电量被用于照明。因 此，需要提供高能效的照明。众所周知地，白炽灯泡是非常低能效的光源—— 其消耗的电的大约90％作为热量散发而不是转换成光能。荧光灯泡比白炽灯泡 更为有效(乘以系数4)，但是与固态发光体相比(如发光二极管)，其光效依 然较低。

另外，与固态发光体的正常使用寿命相比，白炽灯泡的使用寿命相对较短， 也就是，一般为750-1000小时。与其相比，发光二极管的使用寿命一般可以 十年计算。与白炽灯泡相比，荧光灯泡具有较长的使用寿命(例如， 10,000-20,000小时)，但是其颜色再现(color reproduction)效果较差。一般采 用显色指数(CRI)来衡量颜色再现，这是对被特定灯光照射的物体的表面色 移的相关测量。目光具有最高的CRI(具有100)，白炽灯泡具有相对接近的 CRI(大约95)，荧光灯的CRI精度较低(70-85)。某些类型的专用照明装 置具有非常低的CRI(举例来说，水银蒸汽或钠灯大约是40或更低)。

传统灯具面临的另一问题是需要定期更换照明装置(例如灯泡等)。当接 近灯具非常困难(举例来说，位于拱形天花板、桥、高大建筑、交通隧道)和 /或更换费用相当高时，这个问题变得尤为突出。传统灯具的使用寿命一般约 为20年，对应的发光器件至少要使用约44,000小时(基于20年中每天使用6 小时)。一般发光器件的使用寿命非常短，这样使得对其需要进行周期性更换。

因此，由于这样或是那样的原因，一直在努力发展可使用固态发光体代替 白炽灯、荧光灯和其他发光器件并得到广泛应用的方法。另外，对于已经在使 用的发光二极管(或其他固态发光体)，一直在努力改进其能率、显色指数 (CRI)、对比度、光效(1m/W)和/或服务周期。

已知有多种固态发光体。例如，一种固态发光体类型是发光二极管。发光 二极管是众所周知的半导体器件，其可将电流转换成光。多种发光二极管被用 于不断增加的不同领域以达到更大范围的目的。

更具体地说，发光二极管是在p-n节结构之间产生电势差时发光(紫外线、 可见光或红外线)的半导体器件。已经有多种制作发光二极管的方法并具有多 种相关结构，并且本发明可采用这些器件。例如，《半导体器件物理学》(Physics of Semiconductor Devices，1981年第2版)的第12-14章和《现代半导体器件 物理学》(Modern Semiconductor Device Physics，1998年)的第7章中介绍了 各种光子器件，包括发光二极管。

在此，术语“发光二极管”是指基本的半导体二极管结构(也就是，芯片)。 已获得普遍承认并且在商业上出售(例如在电子器件商店中出售)的“LED” 通常表现为由多个部件组成的“封装”器件。这些封装器件一般包括有基于半 导体的发光二极管，例如但不限于美国专利4,918,487、5,631,190和5,912,477 中所公开的各种发光二极管，以及导线连接和封装该发光二极管的封装体。

众所周知地，发光二极管通过激发电子穿过半导体有源(发光)层的导带 (conduction band)和价带(valence band)之间的带隙(band gap)来发光。 电子跃迁产生的光线的波长取决于带隙。因此，发光二极管发出的光线的颜色 (波长)取决于发光二极管的有源层的半导体材料。