[发明专利]包括绿移红色组件的固态照明设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年4月11日提交的美国临时专利申请第61/474,169号的优先权。为了所有的目的，将前述申请公开内容的全部通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及固态照明设备及制造和使用该固态照明设备的方法，其中该固态照明设备包括具有通过固态发射器激励的至少一种发光材料或荧光体材料。

背景技术

固态光源可以用于提供彩色（例如，非白色）的LED光或者白色的LED光（例如：被感知为白色的或者接近于白色的）。由于包括充分提高的效率和寿命的原因，已研究将白色固态发射器作为白色的白炽灯的潜在替代物。固态发射器的寿命对于很难进入和/或更换费用极高的的环境尤其有益。

固态照明设备可包括：例如至少一个有机或无机发光二极管（“LED”）或者激光器。固态照明设备通过激发半导体有源（发光）层的导带与价带之间的带隙中的电子来产生光（紫外线、可见光、红外线），电子跃迁产生光的波长取决于带隙。因此，固态发射器发出的光的颜色（波长）取决于其有源层的材料。固态光源相对于传统的白炽光源或荧光光源有能力提供非常高的效率。但是固态光源在同时达到良好的效率、良好的颜色再现和颜色稳定性（例如：相对于在操作温度中的变化）方面面临着重大的挑战。

通常使用显色指数（CRI）或者平均显色指数（CRI Ra）来测量颜色再现。在CRI的计算中，当通过参考光源和测试光源照明时模拟14个反射样本的色貌。在考虑使用Von Kries校正的色适应后，对于每个样本，测试光源与参考光源之间的色貌差ΔE_i是以CIE1964W*U*V*均匀色彩空间来计算的。因此，当通过特定的灯来照明时，它提供了物体的表面颜色和亮度上的偏差的相对测量。一般的显色指数CRI Ra是利用前八个指标所修改的平均值，所有前八个指标均低于中等色饱和度。如果通过照明系统所照亮的一组测试颜色的颜色坐标和相对亮度与通过参考发射体所发出的相同的测试颜色的坐标相同，则CRI Ra等于100（完美的分数）。日光具有高的CRI（Ra接近于100），白炽灯也相对接近（Ra大于95），以及荧光照明没那么精确（通常Ra为70-80）

参照本领域普通技术人员众所周知的并且容易利用的1931CIE（国际照明委员会）色度图和/或1976CIE色度图两者，可以更好地理解关于本发明主题的方面。CIE色度图根据两个CIE参数x和y（在1931图的情况下）或u'和v'（在1976图的情况下）绘制出了人类的色彩感知。在图1中再现了1931CIE色度图，并且在图2中再现了1976CIE色度图（也被称为（u'v'）色度图）。光谱颜色分布在轮廓空间的边缘周围，其中，轮廓空间包括通过人眼可感知的所有色调。边界线表示光谱色的最大饱和度。1976CIE色度图与1931图类似，区别在于1976图被修改为使得图上的相似距离表示相似的感知色差。

因为1976图上的相似距离表示相似的感知色差，所以可通过坐标u'和v'来表示偏离1976图上的点，例如，距该点的距离=(Δu'²+Δv'²)^'1/2，并且通过距特定色调有相同距离的点的轨迹所定义的色调是由与该特定色调具有相同程度感知差异的色调组成的。

沿着黑体轨迹的色度坐标（即，色点）遵守普朗克等式：E(λ)=Aλ^-5/(e^B/T-1)，其中，E是发射强度，λ为发射波长，T是黑体的色温，以及A和B是常数。位于或接近于黑体轨迹的颜色坐标发出适合人类观察者的白光。1931CIE图（图1）包括沿着黑体轨迹的温度列表（体现为起源于右下角的曲线）。这些温度列表显示了引起这种温度上升的黑体辐射的色彩路径。随着受热物体变成白炽的，它首先发出微红色，然后是微黄色，接着是白色的并且最终是带蓝色的光。发生这种情况是因为与黑体辐射源的峰值辐射相关联的波长随着温度的增加而逐渐变短，符合维恩位移定律。因此，能够根据色温来描述可产生位于或接近于黑体轨迹的光的发光体。如本文中所使用的，术语“白色光”指代被感知为白色的光、在1931CIE色度图上的黑体轨迹的7个麦克亚当椭圆内，并且具有2000K至10,000K的CCT范围。