CN101473453A - 通过在空间上隔开荧光片转换固态光发射器内的光谱内容 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置，所述装置包括至少一个固态光发射器、至少一个第一荧光器件以及至少一个与所述第一荧光器件分隔开的第二荧光器件。该固态光发射器可以是发光二极管。本发明还涉及一种制作照明装置的方法，所述方法包括将至少一个第二荧光器件相对于至少一个固态光发射器设置在至少一个第一荧光器件的外部并与该第一荧光器件分隔开。本发明还涉及一种照明方法，所述方法包括在该照明装置中为至少一个固态光发射器供电。

Description

通过在空间上隔开荧光片转换固态光发射器内的光谱内容
技术领域
本发明涉及一种照明装置，具体来说，涉及一种包括一个或多个固态光发射器(比如发光二极管)以及至少两个荧光器件(lumiphor)的装置，其中每个荧光器件至少包含一种发光物质(如一种或多种磷光体)。本发明还涉及照明方法以及照明装置的制作方法。
背景技术
在美国，每年产电量的很大部分(据估计约为百分之二十五)都用于了照明。因此，对高效节能照明器件的需求便与日俱增。众所周知，白炽灯是非常低能效的光源，因为大约百分之九十的电能被其以热能的形式消耗掉而非光能。荧光灯虽然比起白炽灯来说能效较高(大约是10倍)，但与固态光发射器(比如发光二极管)比起来还是显得很低效。
另外，与固态光发射器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 Ra)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。日光具有最高的CRI(100Ra)，白炽灯泡具有相对接近的CRI(Ra大于95)，荧光灯的CRI精度较低(通常为70-80Ra)。某些类型的专用照明装置具有非常低的CRI(举例来说，水银蒸汽或钠灯具有40或更低的Ra)。
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光发射器代替白炽灯、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(或其他固态光发射器)，一直在努力改进其能率、显色指数(CRI Ra)、对比度、光效(1m/W)和/或服务周期。
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》(Physicsof 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。
虽然发光二极管的发展以各种方式革新了整个照明工业，发光二极管的某些特征已经显现出来并对现有技术发出挑战，但是某些特征并没有完全开发出来。例如，任何特定发光二极管的发光光谱一般集中在单个波长(由发光二极管的组成和结构决定)，这比较适合某些应用，但是却不适合另外一些应用(举例来说，用于提供照明，这样的发光光谱具有的CRI非常低)。
因为人类可感知的白光必须是两种或两种以上颜色(波长)的光线的混合，并不可能改进单个发光二极管结点以使之发出白光。现已制造出具有由各个红、绿和蓝光二极管形成的发光二极管像素的“白”光二极管灯。其他已生产出的“白”光二极管包括：(1)生成蓝光的发光二极管和(2)受发光二极管发出的光线激发生成黄光的发光材料(举例来说，磷光体)，当蓝光和黄光混合时，可生成人类可感知的白光。
另外，在本领域和其他领域均知悉，可混合原色以生成非原色的组合。一般来说，CIE 1931色度图(在1931年建立的原色国际标准)和CIE 1976色度图(类似于1931色度图但对其进行如下更改：色度图中相似的距离表示相似的颜色感知区别)提供可用于将颜色定义成原色加权和的有用参考。
因此，可单独使用或以任何组合来使用固态光发射器，也可选择性地将其与一种或多种发光材料(举例来说，磷光体和闪烁物质)和/或滤波器共同使用以生成具有任意的可感知颜色的光线(包括白色)。因此，现在正在努力的领域是使用发光二极管光源取代现有的光源，例如，以改进能效、显色指数(CRI)、光效(1m/W)和/或服务周期，但并不限于特定颜色的光或特定颜色混合的光。
对本领域技术人员来说，已知存在多种可用荧光器件(又称为发光荧光粉或发光荧光媒介(luminophoric media)，例如在美国专利6,600,175中公开的内容，在此全文引用以作参考)。例如，磷光体就是一种发光材料，当其受到激发光源的激发时，可发出对应光线(例如，可见光)。在多数情况中，对应光线的波长不同于激发光的波长。发光材料的其他例子包括闪烁物质、日辉光带(day glow tape)和在紫外线的激发下发出可见光的油墨。
发光材料可分类成下迁移(down-converting)材料，也就是将光子迁移到较低能级(更长的波长)的材料，或上迁移材料，也就是将光子迁移到较高能级(更短的波长)的材料。
可通过向纯净的塑胶封装材料(例如，基于环氧树脂或硅树脂的材料)中加入前述的发光材料来使得LED器件内包含发光材料，例如通过涂覆或混合工艺。
例如，美国专利6,963,166(Yano′166)公开了一种传统的发光二极管灯，其包括发光二极管芯片、用以罩着该发光二极管芯片的子弹形透明壳体、提供电流给该发光二极管芯片的引线、以及用于将发光二极管芯片发出的光线反射到同一方向的杯形反射器，其中采用第一树脂部件封装该发光二极管芯片，然后用第二树脂部件进一步封装该第一树脂部件。根据Yano′166，可这样获得第一树脂部件：采用树脂材料填满杯形反射器，并在将发光二极管芯片安装到所述杯形反射器的底部上后使其凝固，然后通过金属线将该发光二极管芯片的阴极和阳极电连接到引线。根据Yano′166，将磷光体分散在所述第一树脂部件内，这样在受到发光二极管芯片发出的光线A激发后，磷光体可发出荧光(光线B，光线B的波长比光线A更长)。光线A的一部分穿透包含磷光体的第一树脂部件，最后可获得光线A和B的混合光线C，用于照明。
从如上内容可知，“白光LED”(也就是，可被感知成白色或近似白色的光线)可作为白炽灯的潜在替代品。白光LED灯的典型实施例包括由氮化镓制成的蓝光二极管芯片的封装件，涂覆有磷光体，比如钇铝石榴石。在这样一个LED灯中，蓝光二极管芯片可生成波长约为450nm的发射光线，在接收到该发射光线后，磷光体生成波峰为约550nm的黄色荧光。例如，在某些设计中，可这样制作白光二极管：在蓝光半导体发光二极管的光线出射面上形成陶瓷磷光体层。从发光二极管发出的蓝光的一部分穿过磷光体，一部分被磷光体吸收，使磷光体在受到激发后发出黄光。发光二极管发出的蓝光中直接穿透磷光体的部分和磷光体发出的黄光混合。观察者观察到的该黄光和蓝光的混合光线为白光。
现有技术中已经提出了将现有的LED封装件和其他电子器件组装到一个器件中的设计。在这样的设计中，封装的LED贴装到电路板上，电路板装配到散热器上，再将该散热器装配到具有所需驱动电子元件的装置外壳中。在很多例子中，还需要附加光学器件(仅次于封装件)。
使用具有改进能效、显色指数(CRI)、光效(1m/W)和/或服务周期的固态光发射器例如发光二极管以用于多种应用中的需要日渐增长。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明提供一种照明装置，包括：
至少一个固态光发射器；
至少一个第一荧光器件；以及
至少一个第二荧光器件，所述第二荧光器件与所述第一荧光器件分隔开。
根据本发明该方面的一些实施例，由(1)由所述至少一个固态光发射器发出且从所述至少一个第一荧光器件射出而没有被转换的光，以及(2)由所述至少一个固态光发射器发出且被所述至少一个第一荧光器件转换后从所述至少一个第一荧光器件射出的光(即是说，被所述至少一个第一荧光器件吸收，从而激发所述至少一个第一荧光器件，并且被所述至少一个第一荧光器件进行“再发射”)所混合而成的光具有x、y色坐标，该坐标位于1931CIE色度图中由第一、第二、第三和第四线段所围成的区域中，其中所述第一线段连接第一点到第二点，所述第二线段连接所述第二点到第三点，所述第三线段连接所述第三点到第四点，所述第四线段连接所述第四点到所述第一点，所述第一点的x、y坐标为0.12、0.22，所述第二点的x、y坐标为0.35、0.45，所述第三点的x、y坐标为0.12、0.22且所述第四点的x、y坐标为0.20、0.075。
根据本发明该方面的一些实施例，所述固态光发射器是发射波长在紫外线范围或者在可见光范围内最高到525毫米(mm)的光的发光二极管。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种制作照明装置的方法，包括：
将至少一个第二荧光器件相对于至少一个固态光发射器设置在至少一个第一荧光器件的外侧，将所述第二荧光器件与所述第一荧光器件隔开。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种照明方法，包括：
为至少一个固态光发射器供电，所述固态光发射器设置在至少一个第一荧光器件内，所述至少一个第一荧光器件与至少一个第二荧光器件分隔开，所述第一荧光器件至少部分地位于发光二极管和所述第二荧光器件之间。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种照明方法，包括：
为至少一个固态光发射器供电，其中，所述固态光发射器发出的光经过所述固态光发射器，通过第一荧管器件，接着经过第二荧光器件，所述第一荧光器件与所述第二荧光器件被分隔开。
所谓的“白色”LED光源虽然有很高的能效但传色能力却不够理想(例如，Ra小于75)，特别是对于红光和绿光来说传色性能相当不足。这意味着很多事物，包括典型的人脸、食物、标签、油画、海报、标签、服饰、家庭装饰、植物、花朵、汽车等等在这种光照射下会呈现出较白炽灯或者自然光照射时奇怪甚至错误的颜色。通常，这样的白光LED的颜色温度约为5000K，虽然这对商业生产或广告和印刷材料的照明来说是较为理想的，但是对于普通照明来说，这样的温度是不适合的。
某些所谓的“暖白光”LED具有对于室内使用来说更合适的温度(一般是2700-3500K)和较好的CRI(在黄色和红色磷光体混合的例子中Ra高达95)，但是其光效比标准的白光LED低一半以上。
与本发明相关的很多方面既可以在1931 CIE(Commission International deITclairage)色度图上表示，也可以在1976 CIE色度图上表示。图1所示的是1931 CIE色度图。图2所示的是1976色度图。图3所示的是1976色度图的放大部分，旨在更详细说明黑体轨迹。本领域的技术人员对这些图表很熟悉并且这些图表都是很容易得到的(例如，通过在互联网上搜索“CIE色度图”便可获得)。
CIE色度图以两个CIE参数x和y(在1931图的例子中)或u’和v’(在1976图的例子中)的形式绘制出了人类颜色感知。例如，对于CIE色度图的技术描述，可参见“物理科学和技术百科全书”卷7,230-231，罗伯特等著，1987(＂Encyclopedia of Physical Science and Technology＂，vol.7，230-231，Robert A Meyers ed.，1987)。光谱色分布在轮廓空间的边缘周围，其包括所有人眼可感知的所有颜色。边界线表示光谱色的最大饱和度。如上所知，1976 CIE色度图与1931 CIE色度图类似，其区别在于1976色度图中相似的距离表示相似的感知色差。
在1931图中，可采用坐标来表示从图上一个点的偏移，或者为了对感知的色差的程度给出指示，可采用麦克亚当椭圆(MacAdam ellipses)来表示从图上一个点的偏移。例如，定义为与1931图上的特定的坐标组定义出的特定色调(hue)相距10个麦克亚当椭圆的多个位点的轨迹，由感知为与该特定色调相差相同程度的多个色调组成(并且对于定义为与特定色调相距其它数量的麦克亚当椭圆的位点轨迹，也是如此)。
由于1976图上的相似距离表示相似的感知色差，从1976图上一点的偏移可以坐标u’和v’的形式表示，举例来说，到该点的距离＝(Δu’2+Δv2)1/2，并且由与特定色调相距相同距离的点的轨迹定义出的色调，由分别与该特定色调具有相同程度感知差的多个色调组成。
很多书籍和出版物中详细地解释了图1-3中示出的色度坐标和CIE色度图，如巴勒特的《荧光灯磷光体》的98-107页，宾西法尼亚州大学出版社，1980(K.H.Butler，＂Fluorescent Lamp Phosphors＂，The Pennsylvania StateUnivers ity Press 1980)，布勒斯等的《发光材料》的109-110页，施普林格，1994(G.Blasse et al.，＂Luminescent Materials＂，Springer-Verlag1994)，在此全文引用以作参考。
沿黑体轨迹的色度坐标(也就是，色点)遵循普朗克(Planck)公式E(λ)＝Aλ-5/(e(B/T)-1)，其中E是发射强度，λ是发射波长，T是黑体的颜色温度，A和B是常数。位于黑体轨迹上或附近的色度坐标发出适合人类观察者的白光。1976 CIE图包括沿着黑体轨迹的温度列表。该温度列表示出了引起该温度上升的黑体辐射源的色彩轨迹。当受热物体开始发出可见光时，其首先发出红光，然后是黄光，接着是白光，最后是蓝光。会发生这种情况是因为与黑体辐射源的辐射峰值相关的波长会随着温度的升高而变短，这符合维恩位移定理(WienDisplacement Law)。这样，可采用色温的形式来描述可发出位于黑体轨迹上或附近光线的发光体。
同样如1976 CIE图所示，符号A、B、C、D和E分别代表对应地标识为发光体A、B、C、D和E的几个标准发光体发出的光线。
CRI是照明系统与黑体辐射源或其他指定参照物相比的显色程度的相对测量。如果照明系统发射的一组测试颜色的色度坐标与参考辐射源发射的同一组测试颜色的色度坐标相同时，CRI Ra等于100。
本发明的各个方面以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的说明书描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是1931 CIE色度图；
图2是1976色度图；
图3是1976色度图的放大部分，旨在详细说明黑体轨迹；
图4是依据本发明的照明装置的第一个实施例的示意图；
图5是依据本发明的照明装置的第二个实施例的示意图。
具体实施方式
如前所述，一方面，本发明提供了一种照明装置，其包括至少一个固态光发射器、至少一个第一荧光器件和至少一个第二荧光器件，并且所述第二荧光器件与所述第一荧光器件分隔开。这里所说的“荧光器件”，指的是任何发光器件，即任何一种包含发光材料的器件，其对本领域技术人员来说是熟知并且容易得到的发光器件。
依据本发明此方面所述的照明装置可包括多个固态光发射器。
大量的固态光发射器对于所属领域的技术人员来说都是熟知的，并且依据本发明，任何一种这样的固态光发射器都可以被用在本发明的照明装置上。
如上所述，用于本发明中的一个或多个固态光发射器都选自发光二极管。所属领域的技术人员对大量多种发光二极管都很了解，并且依据本发明，任何一种这样的发光二极管都可以被用在本发明的照明装置上。这些发光二极管一般包括无机和有机发光二极管，这些都是为本领域技术人员所熟知的。
所属领域的技术人员对大量的多种发光材料都很了解，并且依据本发明，任何一种这样的发光材料都可以被用在本发明的照明装置上。
在一些实施例中，以下两种光的混合光：
(1)由至少一个固态光发射器发出的经过至少一个第一荧光器件且没有被转换过的光；
(2)由至少一个固态发光器发出的经过至少一个第一荧光器件且被该至少一个第一荧光器件转换过的光(即，被该至少一个第一荧光器件所吸收进而激发该至少一个第一荧光器件，并且由该至少一个第一荧光器件“再发射”)；
在经过现有的任何附加结构之前具有x、y色坐标，该坐标位于1931年CIE色度图上由第一、第二、第三和第四线段围成的区域中，其中，第一线段将第一点与第二点连接起来，第二线段将第二点与第三点连接起来，第三线段将第三点与第四点连接起来，最后，第四线段将第四点与第一点连接起来，第一点的x、y坐标为0.45、0.35，第二点的x、y坐标为0.35、045，第三点的x、y坐标为0.12、0.22，第四点的x、y坐标为0.20、0.075。在一些实施例中，另外，所述一个或多个固态光发射器发出的光(即，在光通过任何其它结构例如第一荧光器件之前)的波长在紫外光区或者在可见光区内高达525mm，例如，紫外光区内的任何波长或者可见光区内的任何波长且波长小于等于500mm。
所述一个或多个第一荧光器件以及一个或多个第二荧光器件可以分别是任何一种荧光器件，各种这样的荧光器件对于本领域的技术人员来说是很熟悉的。例如，所述至少一个第一荧光器件以及所述至少一个第二荧光器件各自可包含(大体上由其组成或由其组成)磷光体。每一个荧光器件，如果需要的话，进一步可以包括(大体上由其组成或由其组成)一层或多层高透射(比如，透明或者大体透明，又或者些许混浊)的接合剂，这些接合剂可以由环氧树脂、硅树脂、玻璃或者其他合适的材料的制成(比如，某个荧光器件可以包括一层或几层接合剂，里面分散着一种或多种磷光体)。例如，一般来讲，荧光器件越厚，磷光体所占的重量百分比就越低。磷光体的重量百分比取决于荧光器件的总体厚度，取值可以是从0.1到100重量百分比(比如，一种通过将纯磷光体用等静热压处理而制成的荧光器件)的任意值。
图4是依据本发明的照明装置的代表性第一实施例的示意图。如图4所示，第一实施例包括发光二极管11、第一荧光器件12、第一反射组件13、透明组件14(这里又指封装件)、第二荧光器件15以及电极17。
在该第一实施例中，发光二极管11安放在第一荧光器件12里面，而第一荧光器件12又安放在第一反射组件13里面。例如，第一荧光器件12可以通过如下方法获得：用树脂材料对杯状反射器13进行填充，并在将发光二极管11安放于杯状反射器13底部之后使树脂凝固，接着用电线将发光二极管的阴极和阳极与引线连接(树脂材料里面散布着磷光体以使得磷光体能够被发光二极管11发出的光所激发)，如此(如图4中所示)，发光二极管11与第一荧光器件12处于第一反射器件内，且它们位于第一反射器13的各内表面之间。
在第一实施例中，发光二极管11、第一荧光器件12以及第一反射组件13都安装于透明组件14内。发光二极管11、第一荧光器件12、第一反射组件13以及透明组件14均与传统的LED封装很类似，并且需要的情况下，能够由传统的LED封装构成，比如，由Nichia推向市场的名为“NSPW500 CS”的商用冷光源5mm LED封装。
图4所示的实施例中，进一步提供了第二荧光器件15。在本实施例中，透明组件14的外表面只有一部分被第二荧光器件15所覆盖，从而反射的和/或反向散射的光能很容易的从照明装置中射出。总体上来说，透明组件14外表面任何需要的部分都可以被第二荧光器件15所覆盖。在图4所示的实施例中，第二荧光器件15并没有将LED封装的整个表面都覆盖住，只是向下覆盖到靠近第一反射器件13的位置。也就是，在图4所示的方向上，透明器件14的位于假想平面16(该假象平面与第一反射器件13的外围上表面是共面的)之上的整个外表面完全被第二荧光器件15所覆盖，透明器件14的其余剩下的外表面则没有被第二荧光器件15所覆盖(这种构造比起那种将透明器件14表面的会与由发光二极管11发出的光发生交汇的部分覆盖起来的构造来说，被覆盖的范围要稍大一些)。依据本发明，如果需要的话，第二荧光器件(或器件组)可以覆盖(接触性覆盖或者非接触性覆盖)透明器件外表面的任意部分或者全部。
在图4所示的实施例中，第二荧光器件15由透明的密封剂构成，该密封剂包括Dymax公司的light cap 9617以及YAG：CE(重量百分比为4.67％)。
图4所示的实施例可以通过如下方法实现：使用比如YAG将蓝光LED芯片转换为冷白光，并且通过包含任何发光材料比如一种或多种磷光体(比如YAG，或者其他磷光体，例如绿色的、红色的等等，这些磷光体将产生的色谱展开)的荧光器件覆盖封装的外表面。
所述一个或多个第二荧光器件可以通过任何合适的方式得以提供，比如，通过在透明元件上涂覆(如通过浸涂、涂抹、喷涂、静电涂覆等)，或者通过铸造或成型(如液态成型、注射成型，传递模塑等)获得。
如图4所示的照明装置中发出的光位于范围是x＝0.35～0.4且y＝0.40～0.48的光谱内(这对于多数人和/或情况都是较舒适的)，并且，LED装置(与一些类似但不包括第二荧光器件15的装置相比较而言)的效率得到保持或者确实得到提高。
图5是依据本发明的照明装置的第二实施例的示意图。如图5所示的照明装置20与第一实施例中一样包括了发光二极管11、第一荧光器件12、第一反射组件13、透明组件14以及第二荧光器件15，另外，该设备在发光二极管封装的下面(在图5所示的方向上)还具有第二反射器件21。
虽然图4和图5所示实施例中的透明组件的外表面大体上都是圆顶状的，但是任何其他需要的形状都是可行的(比如说扁平的或者平滑不规则形状)。
在这种设备中，发光二极管激发处于第一荧光器件内的发光物质以产生光(比如，大约5600K的冷白光)，并且，所产生的光随后将会射到第二荧光器件上。有些冷光从第二荧光器件被反射回并且通过背向反射从封装里射出(如前所述，发光二极管的尺寸与第二荧光器件相比最好小很多，因此只有很少一部分光会由于背向反射而被发光二极管芯片所吸收掉)。例如，依据本发明，可以提供60流明每瓦的淡黄色光，而其他传统的淡黄光设计具有高背向散射而只能提供大约14流明每瓦的淡黄光。关键在于，依据本发明的一些实施例，大部分没有被转换的光由于从封装射出到反射表面上而被捕获到。
本发明的任一种照明装置中，包括上述的第一及第二实施例，如果需要，所述的至少一个第二荧光器件能够由多个第二荧光器件组成，这些荧光器件的各种组合可以彼此相连和/或彼此分开。例如，依据本发明的一种照明装置，如果需要，可以有多个第二荧光器件，这些器件物理上彼此之间是分隔开的，并且都置于不同的平面上。如果需要，在有多个第二荧管器件的情况下，这些第二荧光器件可以被设置使得从第一荧光器件发出的、且在反射组件上方(例如图4所示的平面16上方)的某位置从照明装置射出的光必须通过至少一个第二荧光器件。
依据本发明的一些实施例，一个或多个第二荧光器件的表面区域是一个或多个固态光发射器的表面区域(或者一个或多个第一荧光器件的表面区域)的至少两倍大，并且在一些实施例中，这个比例还会更大(例如，三倍，四倍，五倍，六倍，七倍或者甚至十倍以至更多倍)。
相似地，如果需要，依据本发明的照明装置能够包括多个以任意方式放置的第一荧光器件。
在一个代表性例子中，采用了一个5mm封装的LED，因为这种封装的LED可以不用印刷电路板并可增加反射层。
第二荧光器件包覆第一荧光器件(和/或任何透明或者大体上透明的位于第一荧光器件与第二荧光器件之间的组件)的程度可以如图4那样基于所述LED芯片与第一反射组件13之间的视角(即，从发光二极管芯片11划线穿过第一反射组件13的顶部，这可以想象到从LED封装出来的光会在哪个位置射向LED封装的外表面，也即是说，在透明组件14的外表面上)来确定。换句话说，在包含透明组件的实施例中，被从LED芯片发出的光射到的圆顶透明组件的内表面至少有一部分最好由第二荧光器件所覆盖(在没有透明组件的情况下，对第二荧光器件或器件组的位置以及相对尺寸的确定也需要进行相同的考虑)。
依据本发明的任何一种照明装置中，在一个或多个第一荧光器件以及一个或多个第二荧光器件(单独或者附加上一个或多个透明或大体透明的媒介)之间可设置一个或多个空气隙。
发光材料可以是任何想要的发光材料。如上所述，本领域的技术人员已经对大多数的发光材料很熟悉并且也能够容易获得。所述一种或多种发光材料可以是下转换的或者上转换的，或者可以包括两种类型的组合。例如，第一荧管器件可以包括一种或多种下转换发光材料。
例如，一种或多种发光材料可以选自磷光体、闪烁物、日光胶带、在受到紫外线照射后会发出可见光的油墨等等。
所述一种或多种发光材料可以以任何需要的形式提供。例如，发光器件可以嵌入树脂中(即，聚合树脂)，比如，硅树脂材料、环氧树脂或者玻璃。
本发明的照明装置中的可见光源可以任何需要的形式进行排列、安装以及供电并且可安装在任何需要的壳体或器具上。本领域的技术人员对熟悉多种排列、安放方案、供电设备、壳体和器具，并且任意一种排列、方案、设备、壳体和器具都可以依据本发明得以应用。本发明的照明装置可以与任何期望的电源进行电连接(或者有选择地连接)，本领域的技术人员对多种此类的电源都很熟悉。
例如，用于实施本发明的发光二极管以及荧光器件在以下文件中都有描述：
(1)美国专利申请No.60/753,138，提交日为2005年12月22日，名称为“照明装置”(发明人：Gerald H.Negley；案号931_003PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(2)美国专利申请No.60/794,379，提交日为2006年4月24日，名称为“通过在空间上将荧光片隔开实现LED内光谱内容转换”(发明人：GeraldH.Negley和Antony Paul van de Ven；案号931_006 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(3)美国专利申请No.60/808,702，提交日为2006年5月26日，名称为“照明装置”(发明人：Gerald H.Negley和Antony Paul van deVen；案号931_009PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(4)美国专利申请No.60/808,925，提交日为2006年5月26日，，名称为“固态光发射器及其制作方法”(发明人：Gerald H.Negley和Neal Hunter；案号931_010PRO)，本专利在此全文引用。
(5)美国专利申请No.60/802,697，提交日为2006年5月23日，名称为“照明装置及其制作方法”(发明人：Gerald H.Negley；案号931_011 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(6)美国专利申请No.60/839,453，提交日为2006年8月23日，名称为“照明装置及照明方法”(发明人：Antony Paul van deVen和Gerald H.Negley；案号931_034 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(7)美国专利申请No.60/857,305，提交日为2006年11月7日，名称为“照明装置及照明方法”(发明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；案号931_027 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(8)美国专利申请No.60/851,230，提交日为2006年10月12日，名称为“照明装置及其制作方法”(发明人：Gerald H.Negley；案号931_041PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(9)美国专利申请No.60/839,453，提交日为2006年8月23日，名称为“照明装置及照明方法”(发明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；案号931_034 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
可见光源的排列、安放结构、可见光源的安放方案、可见光源的供电装置、可见光源的壳体与器具、可见光源的电源以及完整的照明装置，所有这些适用于本发明照明装置的代表性例子在以下文件中都有描述：
(1)美国专利申请No.60/752,753，提交日为2005年12月21日，名称为“照明装置”(发明人：Gerald H.Negley，Antony Paul van de Ven以及Neal Hunter；案号931_002 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(2)美国专利申请No.60/798,446，提交日为2006年5月5日，名称为“照明装置”(发明人：Antony Paul van de Ven；案号931_008PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(3)美国专利申请No.60/845,429，提交日为2006年9月18日，名称为“照明设备、照明装置、器具及其使用方法”(发明人：Antony Paul van deVen；案号931_019PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(4)美国专利申请No.60/846,222，提交日为2006年9月21日，名称为“照明装置及其安装方法以及光源更换方法”(发明人：Antony Paul van deVen和Gerald H.Negley；案号931_021 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(5)美国专利申请No.60/809,618，提交日为2006年5月31日，名称为“照明装置及照明方法”(发明人：Gerald H.Negley，Antony Paul van de Ven以及Thomas G.Coleman；案号931_017PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(6)美国专利申请No.60/858,558，提交日为2006年11月13日，名称为“照明装置、照明外壳以及照明方法”(发明人：Gerald H.Negley；案号931_026 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
例如，实施本发明可使用的器具、其他安装结构以及完整的照明组合都在以下文件中都有描述：
(1)美国专利申请No.60/752,753，提交日为2005年12月21日，名称为“照明装置”(发明人：Gerald H.Negley，Antony Paul van de Ven以及Neal Hunter；案号931_002 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(2)美国专利申请No.60/798,446，提交日为2006年5月5日，名称为“照明装置”(发明人：Antony Paul van de Ven；案号931_008 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(3)美国专利申请No.60/845,429，提交日为2006年9月18日，名称为“照明设备、照明装置、器具及其使用方法”(发明人：Antony Paul van deVen；案号931_019 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(4)美国专利申请No.60/846,222，提交日为2006年9月21日，名称为“照明装置及其安装方法以及光源更换方法”(发明人：Antony Paul van deVen和Gerald H.Negley；案号931_021 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。。
(5)美国专利申请No.60/809,618，提交日为2006年5月31日，名称为“照明装置及照明方法”(发明人：Gerald H.Negley，Antony Paul van de Ven以及Thomas G.Coleman；案号931_017 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(6)美国专利申请No.60/858,881，提交日为2006年11月14日，名称为“光引擎装置”(发明人：Paul Kenneth Pickard和Gary David Trott；案号931_036 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(7)美国专利申请No.60/859,013，提交日为2006年11月14日，名称为“照明装置及其组件”(发明人：Gary David Trott和Paul Kenneth Pickard；案号931_037 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(8)美国专利申请No.60/853,589，提交日为2006年10月23日，名称为“照明设备和安装光引擎壳体和/或照明设备壳体内的修剪器件的方法”(发明人：GaryD avid Trott和Paul Kenneth Pickard；案号931_038 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
另外，任何需要的电路都可以用来为本发明的照明装置供电。用于本发明的电路的代表性例子在以下文件中都有描述：
(1)美国专利申请No.60/809,959，提交日为2006年6月1日，名称为“带冷却的照明装置”(发明人：Thomas G.Coleman，Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven和；案号931_007 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(2)美国专利申请No.60/809,595，提交日为2006年5月31日，名称为“照明装置及照明方法”(发明人：Antony Gerald H.Negley；案号931_018PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
(3)美国专利申请No.60/844,325，提交日为2006年9月13日，名称为“具有低侧Mosfet电流控制的升压/反激式电源技术”(发明人：Peter JayMyers；案号931_020 PRO)，本申请将该专利申请的全文引用作为参考。
依据本发明的照明装置可以进一步包括一个或多个长寿命冷却装置(比如，具有极长寿命的风扇)。这种长寿命冷却装置可以包含有能够像“中国纸扇”一样吹风的压电或者磁阻材料(比如，MR，GMR，和/或HMR材料)。在本发明的冷却装置中，只需要足以打破边界层的气流就能够使温度下降10到15摄氏度。所以，在这种情况下，高强度或者高流速(大CFM)的风都是不必要(从而避免使用传统风扇)。
根据本发明的照明装置可进一步包括次级光学器件以进一步改变发射光的发射性质。对本领域技术人员来说，次级光学器件是众所周知的，因此不需要在此做详细介绍。如果需要，可采用任何次级光学器件。
根据本发明的照明装置可进一步包括传感器或充电设备或照相机等。例如，本领域技术人员熟悉并已经在使用可检测一个或多个事件的设备(举例来说，运动检测器，其可探测物体或人的运动)，以及响应所述检测，该设备触发光线照射和安全照相机的激活等。作为典型实施例，根据本发明的一种设备可包括有根据本发明的照明装置和运动传感器，并可这样构建：(1)当光线照射时，如果运动传感器探测到运动，激活安全照相机记录探测到运动的位置或其附近的可视化数据(visual data)；或(2)如果运动传感器探测到运动，发出光线为探测到运动的位置或其附近照明，并激活安全照相机记录探测到运动的位置或其附近的可视化数据等。
本申请所描述的照明装置的任何两个或多个结构部件可以集成起来使用。本申请所描述的照明装置的任何结构部件也可以以两个或多个部分的形式给出(如果需要的话可以组合在一起)。
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年1月20日提交的美国临时专利申请60/760,455的优先权，并将其全文引入本申请作为参考。
本申请要求2006年1月23日提交的美国临时专利申请60/761,310的优先权，并将其全文引入本申请作为参考。
本申请要求2006年4月24日提交的美国临时专利申请60/794,379的优先权，并将其全文引入本申请作为参考。

Claims (20)

1、一种照明装置，其特征在于，所述装置包括：
至少一个固态光发射器；
至少一个第一荧光器件；以及
至少一个第二荧光器件，所述第二荧光器件与所述第一荧光器件分隔开。
2、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括多个固态光发射器。
3、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括多个所述第一荧光器件。
4、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括多个所述第二荧光器件。
5、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置进一步包括第一反射组件，所述固态光发射器以及所述第一荧光器件都安放在所述第一反射组件内。
6、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置进一步包括至少一个封装组件，所述的封装组件将所述至少一个固态光发射器以及所述至少一个第一荧光器件完全包覆。
7、根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述封装组件是透明的。
8、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，在所述第一荧光器件与所述第二荧光器件之间设有至少一个空气隙区域。
9、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置进一步包括第二反射组件。
10、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第二荧光器件的表面区域至少是所述第一荧光器件表面区域的两倍。
11、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，以下两种光的混合物：
(1)由所述至少一个固态光发射器发出且从所述至少一个第一荧光器件射出而没有被转换的光；
(2)由所述至少一个固态光发射器发出且被所述至少一个第一荧光器件转换后从所述至少一个第一荧光器件射出的光；
具有x、y色坐标，该坐标位于1931 CIE色度图中由第一、第二、第三和第四线段所围成的区域中，其中所述第一线段连接第一点到第二点，所述第二线段连接所述第二点到第三点，所述第三线段连接所述第三点到第四点，所述第四线段连接所述第四点到所述第一点，所述第一点的x、y坐标为0.12、0.22，所述第二点的x、y坐标为0.35、0.45，所述第三点的x、y坐标为0.12、0.22且所述第四点的x、y坐标为0.20、0.075。
12、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述固态光发射器发出的光具有紫外光区可见光区高达525毫米的波长。
13、根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第二荧光器件具有至少一种发光材料。
14、根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于，所述的第二荧光器件进一步包括至少一层接合剂。
15、根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，所述接合剂是透明的。
16、根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，所述接合剂选自环氧树脂、硅树脂以及玻璃。
17、根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，所述第二荧光器件进一步包括至少一种添加物，选自扩散体、散射体和染色剂。
18、一种制作照明装置的方法，其特征在于，所述方法包括：将至少一个第二荧光器件相对于至少一个固态光发射器设置在至少一个第一荧光器件的外侧，将所述第二荧光器件与所述第一荧光器件隔开。
19、一种照明方法，其特征在于，所述方法包括：
为至少一个固态光发射器供电，所述固态光发射器设置在至少一个第一荧光器件内，所述至少一个第一荧光器件与至少一个第二荧光器件分隔开，所述第一荧光器件至少部分地位于发光二极管和所述第二荧光器件之间。
20、一种照明方法，其特征在于，所述方法包括：
为至少一个固态光发射器供电，其中，所述固态光发射器发出的光经过所述固态光发射器，通过第一荧光器件，接着经过第二荧光器件，所述第一荧光器件与所述第二荧光器件被分隔开。
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