基于led的照明模塊的透射層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種照明模塊(100)，包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)(102a、102b、102c、102d)。在LED上方的透射層上存在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(196)，如，輸出窗，以形成多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換袋狀結(jié)構(gòu)。袋狀結(jié)構(gòu)的一部分涂有第一類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(191)，而袋狀結(jié)構(gòu)的另一部分涂有另外類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(192)。
【專利說(shuō)明】基于LED的照明模塊的透射層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)
[0001]杰勒德.哈伯斯
[0002]格雷戈里.W.恩格
[0003]彼特.K.曾
[0004]約翰*S.日貝里
[0005]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0006]本申請(qǐng)要求在2012年3月27日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.13 / 431，824的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)申請(qǐng)?jiān)?5USC119下要求在2011年3月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61 / 470, 389的優(yōu)先權(quán)，二者的全部公開(kāi)均通過(guò)引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0007]描述的實(shí)施例涉及包括發(fā)光二極管(LED)的照明模塊。
【背景技術(shù)】
[0008]由于在照明設(shè)備產(chǎn)生的光輸出電平或者通量(flux)中的限制，發(fā)光二極管在普通照明中的使用仍然受到限制。使用LED的照明設(shè)備通常還遭受以顏色點(diǎn)(color point)不穩(wěn)定性為特征的較差的顏色質(zhì)量。所述顏色點(diǎn)不穩(wěn)定性隨著時(shí)間變化并且在部分之間變化。較差的顏色質(zhì)量還以較差的顯色性(poor color rendering)為特征,所述較差的顯色性是由于不具有功率或者具有很小功率的頻帶的LED光源產(chǎn)生的光譜。此外，使用LED的照明設(shè)備通常在所述顏色中具有空間和/或角度變化。另外，除了其他方面，由于所需顏色控制電子器件和/或傳感器來(lái)維持所述光源的顏色點(diǎn)或者只使用一小部分生產(chǎn)的LED以滿足所述應(yīng)用的顏色和/或通量要求的必要性，使用LED的照明設(shè)備是昂貴的。
[0009]因此，需要對(duì)利用發(fā)光二極管作為光源的照明設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]一種照明模塊，包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。在LED上方的透射層上存在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，如，輸出窗，以形成多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換袋狀結(jié)構(gòu)。袋狀結(jié)構(gòu)的一部分涂有第一類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，而袋狀結(jié)構(gòu)的另一部分涂有另外類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
[0011]以下詳細(xì)描述了其他細(xì)節(jié)以及實(shí)施例和技術(shù)。該
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不限定本發(fā)明。本發(fā)明由權(quán)利要求來(lái)限定。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1、2和3闡釋了三個(gè)示例性光源，所述光源包括照明設(shè)備、反射體和光固定裝置。
[0013]圖4示出了分解圖，闡釋了如圖1所述的基于LED的照明設(shè)備的組件。
[0014]圖5A和5B闡釋了如圖1所述的基于LED的照明設(shè)備的透視圖和橫截面圖。
[0015]圖6闡釋了基于LED的照明模塊的橫截面圖，所述基于LED的照明模塊包括涂覆有突光層(layer of phosphor)的反射和透射顏色轉(zhuǎn)換元件。
[0016]圖7闡釋了具有透射顏色轉(zhuǎn)換元件的LED照明模塊的一部分的橫截面圖，所述透射顏色轉(zhuǎn)換元件具有帶有熒光顆粒的顏色轉(zhuǎn)換層。
[0017]圖8闡釋了具有反射顏色轉(zhuǎn)換元件的LED照明模塊的一部分的橫截面圖，所述反射顏色轉(zhuǎn)換元件具有熒光顆粒。
[0018]圖9-13描述了包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的基于LED的照明模塊100的各種實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0019]圖14A-14E描述了基于LED的照明模塊的各種實(shí)施例的橫截面頂視圖，所述基于LED的照明模塊包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔。
[0020]圖15、16和17描述了基于LED的照明模塊的各種實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D，所述基于LED的照明模塊具有安裝至透射層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
[0021]圖18描述了基于LED的照明模塊的橫截面頂視圖，所述基于LED的照明模塊具有安裝至透射層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
[0022]圖19描述了基于LED的照明模塊的另一實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D，所述基于LED的照明模塊具有安裝至透射層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
[0023]圖20闡釋了包括顏色轉(zhuǎn)換腔的基于LED的照明模塊的橫截面圖，所述顏色轉(zhuǎn)換腔配置用于在較大區(qū)域上對(duì)從LED發(fā)射的光進(jìn)行散射和顏色轉(zhuǎn)換。
[0024]圖21闡釋了具有顏色轉(zhuǎn)換腔的基于LED的照明模塊的橫截面圖。
[0025]圖22、23和24闡釋了基于LED的照明模塊的橫截面?zhèn)纫晥D，所述基于LED的照明模塊包括設(shè)置在LED上方并且與LED間隔開(kāi)的半透明非平面的非平面形狀的窗口。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)在將詳細(xì)參考在附圖中所闡釋的本發(fā)明的【背景技術(shù)】示例和一些實(shí)施例。
[0027]圖1、2和3闡釋了三個(gè)示例性光源，全都標(biāo)記為150。圖1所闡釋的光源包括具有矩形形狀因子的照明模塊100。圖2所闡釋的光源包括具有圓形形狀因子的照明模塊100。圖3所闡釋的光源包括集成在改造燈裝置中的照明模塊100。這些示例是出于闡釋的目的。還可以構(gòu)想一般多邊形和橢圓形的照明模塊的示例。光源150包括照明模塊100、反射體125和固定裝置120。如圖所示，固定裝置120包括熱沉能力，并且因此有時(shí)可以稱作熱沉120。然而，固定裝置120可以包括其他結(jié)構(gòu)的和裝飾的元件(未示出)。反射體125安裝至照明模塊100來(lái)對(duì)從照明模塊100發(fā)射的光進(jìn)行校準(zhǔn)或者偏轉(zhuǎn)(deflect)。所述反射體125可以由導(dǎo)熱材料制成，諸如包括鋁或者銅的材料并且可以熱耦合至照明模塊100。熱量由傳導(dǎo)通過(guò)照明模塊100和導(dǎo)熱反射體125流動(dòng)。熱量還流經(jīng)所述反射體125上方的熱對(duì)流。反射體125可以是復(fù)合拋物面聚光器，其中所述聚光器由高反射材料構(gòu)成或者涂覆有高反射材料。光學(xué)元件(諸如漫射器或者反射體125)可以可拆卸地耦合至照明模塊100，例如利用線、夾子、扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)或者其他適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。如圖3所示，所述反射體125可以包括側(cè)壁126和窗口 127，所述側(cè)壁和窗口可選地用例如波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料、擴(kuò)散材料或者任何其他所需材料涂覆。
[0028]如圖1、2和3所示，照明模塊100安裝至熱沉120。熱沉120可以由導(dǎo)熱材料制成，諸如包括鋁或者銅的材料，并且可以熱耦合至照明模塊100。熱量由傳導(dǎo)通過(guò)照明模塊100和所述導(dǎo)熱熱沉120流動(dòng)。熱量還流經(jīng)熱沉120上方的熱對(duì)流。照明模塊100可以利用螺紋連接至熱沉120，以將所述照明模塊100夾緊至所述熱沉120。為了方便照明模塊100的拆卸和更換，照明模塊100可以可拆卸地耦合至熱沉120，例如利用夾緊機(jī)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)或者其他適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。照明模塊100包括至少一個(gè)導(dǎo)熱表面，所述導(dǎo)熱表面例如直接地或者利用導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱膠帶、導(dǎo)熱墊片或者熱環(huán)氧樹(shù)脂熱耦合至熱沉120。為了 LED的足夠冷卻，每瓦特流入板上LED的電能應(yīng)當(dāng)使用至少50平方毫米但是優(yōu)選地100平方毫米的熱接觸面積。例如，在使用20個(gè)LED的情況下，應(yīng)當(dāng)使用1000至2000平方毫米的熱沉接觸面積。使用較大的熱沉120可以允許在較高功率下驅(qū)動(dòng)所述LED102，并且還允許不同的熱沉設(shè)計(jì)。例如，一些設(shè)計(jì)可以呈現(xiàn)較少依賴于所述熱沉方向的冷卻性能。此外，風(fēng)扇或者用于強(qiáng)制冷卻的其他解決辦法可以用于從所述設(shè)備去除熱量。所述底部熱沉可以包括一個(gè)孔，使得可以完成至所述照明模塊100的電連接。
[0029]圖4示出了分解圖，以示例的形式闡釋了如圖1所述的基于LED的照明設(shè)備的組件。應(yīng)當(dāng)理解，如在此所限定的，基于LED的照明模塊不是LED，而是LED光源或固定裝置或者LED光源或固定裝置的組成部分。例如，基于LED的照明模塊可以是如圖3所示的基于LED的替換燈泡?；贚ED的照明模塊100包括一個(gè)或者多個(gè)LED管芯或者封裝LED以及安裝板，LED管芯或者封裝LED連接至所述安裝板。在一個(gè)實(shí)施例中，所述LED102是封裝LED,諸如由Phil ips Lumileds Lighting公司制造的Luxeon Rebel。也可以使用其他類型的封裝LED,諸如由OSRAM公司(歐司朗封裝，Oslon package)、朗明納斯設(shè)備(LuminusDevices)公司(美國(guó))、科銳(Cree)公司(美國(guó))、日亞(Nichia)公司(日本)或者銳高(Tridonic)公司(奧地利)制造的那些。如在此所限定的，封裝LED是一個(gè)或者多個(gè)LED管芯的組裝，所述管芯包含電氣連接，諸如引線鍵合連接或者柱形凸起，并且可能包括光學(xué)元件和熱、機(jī)械和電氣接口。所述LED芯片典型地具有大約1_X1_X0.5mm的大小，但是這些尺寸可以變化。在一些實(shí)施例中，所述LED102可以包括多個(gè)芯片。所述多個(gè)芯片可以發(fā)射類似或者不同顏色(例如，紅色、綠色和藍(lán)色)的光。安裝板104連接至安裝基座101并且通過(guò)安裝板定位環(huán)103固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。同時(shí)，由LED102填充的安裝板104和安裝板定位環(huán)103包括光源子組件115。光源子組件115可用于利用LED102將電能轉(zhuǎn)換為光。將從光源子組件115發(fā)射的光指向光轉(zhuǎn)換子組件116用于顏色混合和顏色轉(zhuǎn)換。光轉(zhuǎn)換子組件116包括腔體105和輸出端口，所述輸出端口被表示為輸出窗口 108但是不限于此。光轉(zhuǎn)換子組件116可選地包括底部反射體插入件106和側(cè)壁插入件107的任一個(gè)或者兩個(gè)。如果用作所述輸出端口，用膠黏劑(adhesive)將輸出窗口 108固定至腔體105。為了促進(jìn)從所述輸出窗口至腔體105的熱耗散，導(dǎo)熱的膠黏劑是期望的。所述膠黏劑應(yīng)當(dāng)可靠地經(jīng)受在所述輸出窗口 108和腔體105的界面處出現(xiàn)的溫度。此外，優(yōu)選的是，所述膠黏劑反射或者透射盡可能多的入射光，而不是吸收從輸出窗口 108發(fā)射的光。在一個(gè)示例中，由道康寧(Dow Corning)公司(美國(guó))制造的若干膠黏劑(例如Dow Corning公司型號(hào)SE4420、SE4422、SE4486、1-4173或SE9210)的其中之一的耐熱性、導(dǎo)熱性和光學(xué)屬性的組合提供了合適的性能。然而，也可以考慮其他導(dǎo)熱膠黏劑。
[0030]當(dāng)可選地放置在腔體105內(nèi)時(shí)，腔體105的內(nèi)側(cè)壁或者側(cè)壁插入件107是反射性的，使得來(lái)自LED102的光以及任何波長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換光在透射通過(guò)所述輸出端口(例如輸出窗口108)之前在所述腔160內(nèi)反射，所述輸出端口安裝在光源子組件115的上方。底部反射體插入件106可以可選地放置在安裝板104的上方。底部反射體插入件106包括孔，使得每一個(gè)LED102的發(fā)光部分不被底部反射體插入件106阻擋。側(cè)壁插入件107可以可選地放置在腔體105內(nèi)，使得當(dāng)腔體105安裝在光源子組件115的上方時(shí)，側(cè)壁插入件107的內(nèi)表面將光從所述LED102指向所述輸出窗口。盡管如圖所示，從照明模塊100的頂部看，腔體105的內(nèi)側(cè)壁是矩形的，但是可以構(gòu)想其他形狀(例如三葉形或者多邊形)。此外，腔體105的內(nèi)側(cè)壁可以從安裝板104至輸出窗口 108逐漸變細(xì)或者向外彎曲，而不是如圖所示與輸出窗口 108垂直。
[0031]底部反射體插入件106和側(cè)壁插入件107可以是高反射的，使得在所述腔160中向下反射的光通常發(fā)射回至所述輸出端口，例如輸出窗口 108。另外，插入件106和107可以具有高的導(dǎo)熱性，使得它用作附加的散熱器。作為示例，所述插入件106和107可以由高導(dǎo)熱材料制成，諸如基于鋁的材料，所述基于鋁的材料能夠處理成高反射性和耐用的材料。作為示例，可以使用由德國(guó)Alanod公司制造的被稱作Miro?的材料?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)鋁進(jìn)行拋光或者通過(guò)用一種或者多種反射性涂層覆蓋插入件106和107的內(nèi)表面實(shí)現(xiàn)高的反射性。插入件106和107可以替代地由高反射薄材料制成，諸如由3M公司(美國(guó))出售的Vikuiti?ESR、由東麗(Toray)公司(日本)制造的Lumirror? E60L或者微晶聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(MCPET),諸如由古河電氣(Furukawa Flectric)有限公司(日本)制造的。在其他示例中，插入件106和107可以由聚四氟乙烯(PTFE)材料制成。在一些示例中，插入件106和107可以由I至2毫米厚的PTFE材料制成，如由W.L.Gore公司(美國(guó))和Berghof公司(德國(guó))出售的。在另外一些實(shí)施例中，插入件106和107可以由PTFE材料構(gòu)成，背后是薄的反射層，諸如金屬層或者非金屬層，諸如ESR、E60L或者M(jìn)CPET。同樣，可以將高漫反射涂層施加至側(cè)壁插入件107、底部反射體插入件106、輸出窗口 108、腔體105和安裝板104的任一個(gè)。這種涂層可以包括二氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)和硫酸鋇(BaS04)粒子，或者這些材料的組合。
[0032]圖5A和5R闡釋了如圖1所述的基于LED的照明模塊100的透視圖和橫截面圖。在這個(gè)實(shí)施例中，所述側(cè)壁插入物107、輸出窗口 108和設(shè)置在安裝板104上的底部反射體插入件106限定了在所述基于LED的照明模塊100中的光混合腔160 (如圖5A所示)。來(lái)自所述LED102的一部分光在通過(guò)輸出窗口 108離開(kāi)之前在光混合腔160內(nèi)反射。在離開(kāi)所述輸出窗口 108之前在所述腔160內(nèi)反射具有對(duì)光進(jìn)行混合并且提供從所述基于LED的照明模塊100發(fā)射的光的更均勻分布的效果。此外，由于在離開(kāi)所述輸出窗口 108之前光在所述腔160內(nèi)反射，一部分光通過(guò)與包括在所述腔160中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料相互作用進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換。
[0033]盡管如圖1-5B所示，基于LED的照明模塊100包括單個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔160，但是在此可以介紹其他實(shí)施例。在一方面中，輸出窗口 108可以是三維形狀的殼體結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)光的提取、顏色轉(zhuǎn)換和對(duì)輸出光束剖面的成形。在另一方面中，形成多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以連接至所述基于LED的照明模塊100的窗口。通過(guò)用不同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料涂覆不同的袋狀結(jié)構(gòu)，可以調(diào)諧從照明模塊100發(fā)射的光的顏色點(diǎn)并且可以提高輸出光束均勻性。在另外一個(gè)方面中，基于LED的照明模塊100可以包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔160，每一個(gè)腔都圍繞著不同的LED或者LED組。通過(guò)變化不同顏色轉(zhuǎn)換腔160的顏色轉(zhuǎn)換屬性，可以調(diào)諧從照明模塊100發(fā)射的光的顏色點(diǎn)并且可以提高輸出光束均勻性。此外，可以安置輔助混合腔以收集從每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔發(fā)射的光并且在離開(kāi)照明模塊100之前對(duì)所述光進(jìn)一步進(jìn)行混合。在另一方面中，通過(guò)在所述顏色轉(zhuǎn)換腔內(nèi)一系列反射對(duì)光進(jìn)行橫向透射并且遠(yuǎn)離LED，顏色轉(zhuǎn)換腔可以配置用于在較寬區(qū)域上方對(duì)從LED102發(fā)射的光進(jìn)行色散和顏色轉(zhuǎn)換。在一些示例中，可以通過(guò)嵌入在所述顏色轉(zhuǎn)換腔內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料對(duì)從所述LED發(fā)射的光進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換。在一些示例中，可以通過(guò)位于所述顏色轉(zhuǎn)換腔輸出處的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料對(duì)從所述LED發(fā)射的光進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換。
[0034]LED102可以通過(guò)直接發(fā)光或者通過(guò)熒光轉(zhuǎn)換發(fā)射不同或者相同的顏色，其中將熒光層施加至所述LED作為所述LED封裝的一部分。所述照明設(shè)備100可以使用顏色LED102(諸如紅色、綠色、藍(lán)色、琥珀色或者青色)的任何組合，或者所述LED102可以全都產(chǎn)生相同顏色的光。一些或者全部LED102可以產(chǎn)生白光。此外,所述LED102可以發(fā)射偏振光或者非偏振光，并且基于LED的照明設(shè)備100可以利用偏振或者非偏振LED的任何組合。在一些實(shí)施例中，由于LED在這些波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)光效率，LED102發(fā)射藍(lán)光或者紫外光。當(dāng)LED102與包括在顏色轉(zhuǎn)換腔160中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料組合使用時(shí)，從所述照明設(shè)備100發(fā)射的光具有所需的顏色。與所述腔160內(nèi)的光混合組合的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的光電轉(zhuǎn)換屬性導(dǎo)致進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光輸出。通過(guò)調(diào)諧所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)和/或物理(諸如厚度和濃度)屬性以及在腔160內(nèi)表面上涂層的幾何屬性，可以指定由輸出窗口 108輸出的光的具體顏色屬性，例如顏色點(diǎn)、色溫和顯色指數(shù)(CRI)。
[0035]為了本專利文件，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料是任何單一的化學(xué)化合物或者不同化學(xué)化合物的混合物，所述化學(xué)化合物執(zhí)行顏色轉(zhuǎn)換功能，例如吸收一個(gè)峰值波長(zhǎng)的一些光，并且作為回應(yīng)，發(fā)射處在另一峰值波長(zhǎng)處的一些光。
[0036]腔160的某些部分，諸如所述底部反射體插入件106、側(cè)壁插入件107、腔體105、輸出窗口 108和放置在所述腔內(nèi)的其他組件(未示出)可以涂覆或者包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。圖5B闡釋了涂覆有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的所述側(cè)壁插入物107的部分。此外，腔160的不同組件可以涂覆相同或者不同的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 材料。
[0037]作為示例，熒光粉可以從以下化學(xué)式表示的組中選擇=Y3Al5O12:Ce，(又稱YAG:Ce，或者簡(jiǎn)單地 YAG)、(Y, GcO3Al5O12:Ce、CaS:Eu、SrS:Eu、SrGa2S4:Eu、Ca3(Sc1Mg)2Si3O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3Sc2O4:Ce、Ba3Si6O12N2:Eu、(Sr, Ca)AlSiN3:Eu、CaAlSiN3:Eu、CaAlSi(ON)3:Eu^Ba2SiO4:Eu>Sr2SiO4:Eu^Ca2SiO4:Eu>CaSc2O4:Ce^CaSi2O2N2:Eu> SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、Ca5(PO4)3Cl:Eu, Ba5(PO4)3Cl:Eu、Cs2CaP2O7^ Cs2SrP2O7^ Lu3Al5O12:Ce、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu、Sr8Mg(SiO4)4C12:Eu、La3Si6Nn =Ce^Y3Ga5O12 =CeXd3Ga5O12 =Ce^Tb3Al5O12:Ce、Tb3Ga5O12:Ce、和 Lu3Ga5O12:Ce。
[0038]在一個(gè)示例中，可以通過(guò)更換側(cè)壁插入物107和/或所述輸出窗口 108實(shí)現(xiàn)所述照明設(shè)備的顏色點(diǎn)的調(diào)節(jié)，類似地可以涂覆或者浸潰一種或者多種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。在一個(gè)示例中，紅色發(fā)光熒光粉(諸如銪激活堿土金屬氮化硅，例如(Sr，Ca) AlSiN3:Eu)覆蓋在所述腔160底部的側(cè)壁插入物107和底部反射體插入物106的一部分，并且YAG熒光粉覆蓋所述輸出窗口 108的一部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，紅色發(fā)光突光粉(諸如堿土金屬氧氮化硅)覆蓋在所述腔160底部的側(cè)壁插入物107和底部反射體插入物106的一部分，并且紅色發(fā)光堿土金屬氧氮化娃和黃色發(fā)光YAG突光粉的混合物覆蓋所述輸出窗口 108的一部分。
[0039]在一些實(shí)施例中，在合適的溶液介質(zhì)中將所述熒光粉與粘合劑(binder)以及可選地表面活性劑和增塑劑進(jìn)行混合。所述結(jié)果混合物通過(guò)噴涂、絲網(wǎng)印刷、刮涂或者其他合適手段的任一種沉積。通過(guò)選擇限定所述腔的側(cè)壁的形狀和高度，以及選擇在所述腔中的哪些部分將由熒光粉覆蓋或者不覆蓋，并且通過(guò)所述光混合腔160表面上的熒光層的層厚和濃度的最優(yōu)化，可以按照需要調(diào)諧從所述模塊發(fā)射的光的顏色點(diǎn)。
[0040]在一個(gè)示例中，可以將單一類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料圖案化在所述側(cè)壁上，例如可以是如圖5B所示的側(cè)壁插入物107。作為示例，可以將紅色熒光粉圖案化在所述側(cè)壁插入物107的不同區(qū)域上并且黃色熒光粉可以覆蓋所述輸出窗口 108?？梢宰兓鰺晒夥鄣母采w區(qū)域和/或濃度以產(chǎn)生不同的色溫。應(yīng)該理解，如果由所述LED102產(chǎn)生的光發(fā)生變化，那么將需要變化所述紅色的覆蓋區(qū)域和/或所述紅色和黃色熒光粉的濃度以產(chǎn)生所需的色溫?？梢栽诮M裝之前測(cè)量并且根據(jù)性能選擇所述LED102的顏色性能、所述側(cè)壁插入物107上的紅色熒光粉和所述輸出窗口 108上的黃色熒光粉，使得所述組裝件產(chǎn)生所需的色溫。
[0041]在許多應(yīng)用中，期望的是產(chǎn)生具有小于3100開(kāi)爾文度相關(guān)色溫(CCT)的白光輸出。例如，在許多應(yīng)用中，需要具有2700開(kāi)爾文度CCT的白光。通常需要一些紅色發(fā)光，以將從所述光譜的藍(lán)色或者紫外部分發(fā)光的LED產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)換成具有小于3100開(kāi)爾文度CCT的白光輸出。正在努力將黃色熒光粉與紅色發(fā)光熒光粉，諸如CaS:Eu, SrS:Eu, SrGa2S4:Eu,Ba3Si6O12N2:Eu, (Sr, Ca)AlSiN3:Eu, CaAlSiN3:Eu, CaAlSi(ON)3:Eu, Ba2SiO4:Eu, Sr2SiO4:Eu, Ca2SiO4:Eu, CaSi2O2N2:Eu, SrSi2O2N2:Eu, BaSi2O2N2:Eu, Sr8Mg(SiO4)4Cl2:Eu, Li2NbF7:Mn4+，Li3ScF6:Mn4+，La2O2S =Eu3+ 和 Mg0.MgF2.GeO2:Mn4+，進(jìn)行混合以達(dá)到所需的 CCT。然而，由于所述輸出光的CCT對(duì)混合中的紅色熒光粉組分敏感，所述輸出光的顏色一致性通常較差。較差的顏色分布在混合熒光粉的情況中更為顯著，特別是在照明應(yīng)用中。通過(guò)用不包括任何紅色發(fā)光熒光粉的熒光粉或者熒光粉混合物涂覆輸出窗口 108，可以避免顏色一致性的問(wèn)題。為了產(chǎn)生具有小于3100開(kāi)爾文度CCT的白光輸出，在基于LED的照明模塊100的側(cè)壁和底部反射體的任一個(gè)上沉積紅色發(fā)光熒光粉或者熒光粉混合物。選擇指定的紅色發(fā)光熒光粉或者熒光粉混合物(例如峰值發(fā)射波長(zhǎng)從600納米至700納米)以及所述紅色發(fā)光熒光粉或者熒光粉混合物的濃度，以產(chǎn)生具有小于3100開(kāi)爾文度CCT的白光輸出。按照這種方式，基于LED的照明模塊可以用不包括紅色發(fā)光熒光粉組分的輸出窗口產(chǎn)生具有小于3100K CCT的白光。
[0042]對(duì)于基于LED的照明模塊，期望的是在使光子損失降至最低的同時(shí)，在至少一個(gè)光混合腔160中將所述LED發(fā)射的光的一部分轉(zhuǎn)換成更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。密集堆積的熒光粉薄層適用于對(duì)入射光的重要部分進(jìn)行有效地顏色轉(zhuǎn)換，同時(shí)使與相鄰熒光顆粒的再吸收、全內(nèi)反射(TIR)和菲涅耳效應(yīng)(Fresnel effects)相關(guān)的損失降至最低。
[0043]圖6闡釋了顏色轉(zhuǎn)換腔160的橫截面圖，重點(diǎn)在于LED102發(fā)射的光與腔160的組件的相互作用。如圖所示，顏色轉(zhuǎn)換腔160包括反射顏色轉(zhuǎn)換元件130和透射顏色轉(zhuǎn)換元件133。透射顏色轉(zhuǎn)換元件133包括固定至光學(xué)透射層134的顏色轉(zhuǎn)換層135。反射顏色轉(zhuǎn)換元件130包括固定至反射層131的顏色轉(zhuǎn)換層132。
[0044]透射顏色轉(zhuǎn)換元件133按照透射模式提供高效的顏色轉(zhuǎn)換。顏色轉(zhuǎn)換層135包括稀疏的熒光粉薄層。在由紫外或者子紫外輻射泵送的照明設(shè)備中，未轉(zhuǎn)換光的透射是不期望的，因?yàn)楸┞对谶@些波長(zhǎng)下的輻射中對(duì)人體有健康風(fēng)險(xiǎn)。然而，對(duì)于由紫外以上發(fā)射波長(zhǎng)的LED泵送的基于LED的照明模塊，期望的是，顯著比例的未轉(zhuǎn)換光(例如從LED102發(fā)射的藍(lán)光)穿過(guò)光混合腔160，而無(wú)顏色轉(zhuǎn)換。這提升了高的效率，因?yàn)楸苊饬怂鲱伾D(zhuǎn)換過(guò)程所固有的損失。稀疏堆積的熒光粉薄層適用于對(duì)入射光的一部分進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換。例如，期望的是，允許至少10%的入射光透射通過(guò)所述層，而無(wú)轉(zhuǎn)換。
[0045]反射顏色轉(zhuǎn)換元件130按照反射模式提供高效的顏色轉(zhuǎn)換。將在高密度下具有所需厚度的顏色轉(zhuǎn)換層132沉積在反射層131上。在一些實(shí)施例中，需要具有堆積密度大于90%的是所述熒光顆粒平均直徑兩倍的厚度。在這些實(shí)施例中，所述平均熒光顆粒直徑在6至8微米之間。
[0046]圖7闡釋了 LED照明模塊100橫截面圖，重點(diǎn)在于LED102發(fā)射的光子與透射顏色轉(zhuǎn)換元件133的相互作用。透射層134可以由光學(xué)透明介質(zhì)(例如玻璃、藍(lán)寶石、聚碳酸酯、塑料)構(gòu)成。透射層134也可以由半透明材料(例如PTFE薄層或者已經(jīng)刻蝕的光學(xué)透明介質(zhì))構(gòu)成。透射顏色轉(zhuǎn)換元件133可以包括附加層(未示出)，以提高光學(xué)系統(tǒng)性能。在一個(gè)示例中，透射顏色轉(zhuǎn)換元件133可以包括光學(xué)薄膜(諸如雙色向?yàn)V光鏡)、低折射率涂層、附加層(諸如散射粒子層)或者包括熒光顆粒的附加顏色轉(zhuǎn)換層。在一些實(shí)施例中，半透明的顏色轉(zhuǎn)換層135包括嵌入在高分子粘合劑142中的熒光顆粒141。熒光顆粒141設(shè)置用于使得部分光能夠透射通過(guò)透射顏色轉(zhuǎn)換元件133，而無(wú)顏色轉(zhuǎn)換。
[0047]在一個(gè)實(shí)施例中，沉積在光學(xué)透射層134上的半透明的顏色轉(zhuǎn)換層135具有厚度T135，所述厚度是具有堆積密度大約80 %的是所述熒光顆粒平均直徑的三倍。在這個(gè)實(shí)施例中，所述平均熒光顆粒直徑是10微米。
[0048]如圖7所示，LED102發(fā)射的藍(lán)色光子139通過(guò)透射顏色轉(zhuǎn)換元件133而無(wú)顏色轉(zhuǎn)換，并且有助于組合光140作為藍(lán)色光子。然而，LED102發(fā)射的藍(lán)色光子138被嵌入在顏色轉(zhuǎn)換層135中的熒光顆粒吸收。作為由藍(lán)色光子138提供的激勵(lì)的響應(yīng)，所述熒光顆粒按照各向同性發(fā)射圖案發(fā)射更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。在所闡釋的示例中，所述熒光顆粒發(fā)射黃光。如圖7所示，所述發(fā)射黃光的一部分通過(guò)透射顏色轉(zhuǎn)換元件133并且有助于組合光140作為黃色光子。所述發(fā)射黃光的另一部分由相鄰的熒光顆粒吸收并且被重新發(fā)射或者丟失。所述發(fā)射黃光的另一部分被散射回至光混合腔160，其中它被反射回至透射顏色轉(zhuǎn)換元件133或者在光混合腔160內(nèi)被吸收和丟失。
[0049]圖8闡釋了顏色轉(zhuǎn)換腔160的橫截面圖，重點(diǎn)在于LED102發(fā)射的光子與反射顏色轉(zhuǎn)換元件130的相互作用。在一些實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換層132具有厚度T132小于熒光顆粒141平均直徑的五倍。熒光顆粒141的平均直徑可以在I微米至25微米。在一些實(shí)施例中，熒光顆粒141的平均直徑在5至10微米。熒光顆粒141設(shè)置為大于80%的堆積密度，來(lái)增加入射光子與熒光顆粒相互作用以產(chǎn)生已轉(zhuǎn)換光的概率。例如，LED102發(fā)射的藍(lán)色光子137入射至反射顏色轉(zhuǎn)換元件130并且由顏色轉(zhuǎn)換層132的熒光顆粒吸收。作為由藍(lán)色光子137提供的激勵(lì)的響應(yīng)，所述熒光顆粒按照各向同性發(fā)射圖案發(fā)射更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。在所闡釋的示例中，所述熒光顆粒發(fā)射紅光。如圖8所示，所述發(fā)射紅光的一部分進(jìn)入光混合腔160。所述發(fā)射紅光的另一部分由相鄰的熒光顆粒吸收并且被重新發(fā)射或者丟失。所述發(fā)射紅光的另一部分被反射離開(kāi)反射層131并且被透射通過(guò)顏色轉(zhuǎn)換層132至光混合腔160或者被相鄰的熒光顆粒吸收并且被重新發(fā)射或者丟失。
[0050]圖9-13描述了基于LED的照明模塊100的各種實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D。圖9闡釋了包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔160的基于LED的照明模塊100的一個(gè)方面。每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔(例如160a、160b和160c)都配置用于在來(lái)自每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的光組合之前分別對(duì)每一個(gè)LED (例如102a、102b、102c)發(fā)射的光進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換。通過(guò)變化一個(gè)或者多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的任何化學(xué)組成、一個(gè)或者多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換涂層的幾何屬性、提供給發(fā)射進(jìn)入任何顏色轉(zhuǎn)換腔的任何LED的電流以及一個(gè)或者多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的形狀，可以控制從基于LED的照明模塊100發(fā)射的光的顏色并且可以提高輸出光束均勻性。
[0051]如圖9所示，LED102a只將光直接發(fā)射進(jìn)入顏色轉(zhuǎn)換腔160a。類似地，LED102b只將光直接發(fā)射進(jìn)入顏色轉(zhuǎn)換腔160b并且LED102C只將光直接發(fā)射進(jìn)入顏色轉(zhuǎn)換腔160c。每一個(gè)LED都通過(guò)反射側(cè)壁彼此隔離。例如，如圖所示，反射側(cè)壁161將LED102a與102b隔離。
[0052]反射側(cè)壁161是高反射的，使得例如將從LED102b發(fā)射的光向上指向到顏色轉(zhuǎn)換腔160b中，通常朝向照明模塊100的輸出窗口 108。此外，反射側(cè)壁161可以具有高的導(dǎo)熱性，使得它用作附加的散熱器。作為示例，所述反射側(cè)壁161可以由高導(dǎo)熱材料制成，諸如基于鋁的材料，所述基于鋁的材料能夠處理成高反射性和耐用的材料。作為示例，可以使用由德國(guó)Alanod公司制造的被稱竹\1 i nf的材料?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)鋁進(jìn)行拋光或者通過(guò)用一種或者多種反射性涂層覆蓋反射側(cè)壁161的內(nèi)表面實(shí)現(xiàn)高的反射性。反射側(cè)壁161可以替代地由高反射薄材料制成，諸如由3Μ公司(美國(guó))出售的Vikuiti? ESR、由Toray公司(日本)制造的Lumirror? E60L或者微晶聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(MCPET),諸如由FurukawaFlectric有限公司(日本)制造的。在其他示例中，反射側(cè)壁161可以由PTFE材料制成。在一些示例中，反射側(cè)壁161可以由I至2毫米厚的PTFE材料制成，如由W.L.Gore公司(美國(guó))和Berghof公司(德國(guó))出售的。在另外一些實(shí)施例中，反射側(cè)壁161可以由PTFE材料構(gòu)成，背后是薄的反射層，諸如金屬層或者非金屬層，諸如ESR、E60L或者M(jìn)CPET。同樣，可以將高漫反射涂層施加至反射側(cè)壁161。這種涂層可以包括二氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)和硫酸鋇(BaS04)粒子,或者這些材料的組合。
[0053]在一方面中，基于LED的照明模塊100包括第一顏色轉(zhuǎn)換腔(例如160a)，所述第一顏色轉(zhuǎn)換腔具有涂覆有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料162的內(nèi)表面區(qū)域，以及第二顏色轉(zhuǎn)換腔(例如160b)，所述第二顏色轉(zhuǎn)換腔具有涂覆有第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料164的內(nèi)表面區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述基于LED的照明模塊100包括第三顏色轉(zhuǎn)換腔(例如160c)，所述第三顏色轉(zhuǎn)換腔具有涂覆有第三波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料165的內(nèi)表面區(qū)域。在一些其他的實(shí)施例中，所述基于LED的照明模塊100可以包括附加的顏色轉(zhuǎn)換腔，所述附加的顏色轉(zhuǎn)換腔包括附加的、不同的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。在一些實(shí)施例中，多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔包括涂覆有相同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的內(nèi)表面區(qū)域。
[0054]如圖9所示，在一個(gè)實(shí)施例中，基于LED的照明模塊100還包括安裝在所述顏色轉(zhuǎn)換腔160上方的透射層134。在一些實(shí)施例中，用包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料163的顏色轉(zhuǎn)換層135涂覆透射層134。在一個(gè)示例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料162、164和165可以包括發(fā)射紅光熒光粉材料并且波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料163包括發(fā)射黃光熒光粉材料。透射層134促進(jìn)每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔輸出的光的混合。
[0055]在一些示例中，選擇包括在顏色轉(zhuǎn)換腔160中的每一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料和顏色轉(zhuǎn)換層135，使得從基于LED的照明模塊100發(fā)射的組合光140的顏色點(diǎn)與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。[0056]在一些實(shí)施例中，在所述顏色轉(zhuǎn)換腔160的上方安裝輔助混合腔170。輔助混合腔170是促進(jìn)所述顏色轉(zhuǎn)換腔160輸出的光混合的封閉腔，使得從基于LED的照明模塊100發(fā)射的組合光140是顏色均勻的。如圖9所示，輔助混合腔170包括沿著顏色轉(zhuǎn)換腔160的周邊安裝的反射側(cè)壁171，以捕獲所述顏色轉(zhuǎn)換腔160輸出的光。輔助混合腔170包括安裝在所述反射側(cè)壁171上方的輸出窗口 108。從所述顏色轉(zhuǎn)換腔160發(fā)射的光反射離開(kāi)所述第二顏色轉(zhuǎn)換腔的內(nèi)部相對(duì)表面并且作為組合光140離開(kāi)所述輸出窗口 108。
[0057]如圖10所示，在一個(gè)實(shí)施例中，基于LED的照明模塊100包括顏色轉(zhuǎn)換腔160和輔助混合腔170。如圖所示，輔助混合腔170的輸出窗口 108由包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換腔材料163的顏色轉(zhuǎn)換層135涂覆。在一個(gè)示例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料162、164和165可以包括發(fā)射紅光熒光粉材料并且波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料163包括發(fā)射黃光熒光粉材料?？梢钥蛇x地包括安裝在顏色轉(zhuǎn)換腔160上方的擴(kuò)散層143，以促進(jìn)每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔輸出的光的混合。在一些實(shí)施例中，擴(kuò)散層143不執(zhí)行顏色轉(zhuǎn)換功能。擴(kuò)散層143可以由半透明材料(例如PTFE薄層)或者光學(xué)透明介質(zhì)(例如玻璃、藍(lán)寶石、聚碳酸酯、塑料)構(gòu)成，所述光學(xué)透明介質(zhì)已經(jīng)被處理(例如刻蝕)或者用材料(例如TiO2)涂覆以使它更光學(xué)擴(kuò)散。
[0058]如圖9和10所示，LED102安裝在一個(gè)平面上并且反射側(cè)壁161包括與其上安裝有LED102的平面垂直定位的平整表面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)平整的、垂直定位的表面在使背反射降至最低的同時(shí)可以對(duì)光進(jìn)行有效地顏色轉(zhuǎn)換。然而，也可以考慮其他表面形狀和定位。例如，圖11描述了反射側(cè)壁161，所述反射側(cè)壁包括相對(duì)于其上安裝有LED102的平面成傾斜角度定位的平整表面。在一些示例中，這種配置促進(jìn)從所述顏色轉(zhuǎn)換腔160的光的提取。
[0059]圖12描述了在另一個(gè)實(shí)施例中的反射側(cè)壁161。如圖所示，反射側(cè)壁161包括錐形部分，所述錐形部分包括相對(duì)于其上安裝有LED102的平面成傾斜角度定位的平整表面。所述錐形部分過(guò)渡至與其上安裝有LED102的平面垂直定位的平整表面。在其他實(shí)施例中，所述錐形部分包括過(guò)渡至平整的、垂直定位表面的曲面。在一些示例中，這些實(shí)施例在對(duì)所述LED102發(fā)射的光有效地進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換的同時(shí)促進(jìn)從所述顏色轉(zhuǎn)換腔160的光的提取。同樣，如圖11所示，在反射側(cè)壁161的所述平整的、垂直定位的表面上設(shè)置波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(例如波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料162、164和165)。
[0060]如上所討論的，通過(guò)選擇包括在所述顏色轉(zhuǎn)換腔160中的每一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料并且通過(guò)選擇包括在顏色轉(zhuǎn)換層135中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，可以調(diào)諧從包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的基于LED的照明模塊100發(fā)射的光的顏色，以與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。在其他的實(shí)施例中，通過(guò)選擇具有不同峰值發(fā)射波長(zhǎng)的LED102，可以調(diào)諧從所述基于LED的照明模塊100發(fā)射的光的顏色。例如，可以選擇LED102a以具有480納米的峰值發(fā)射波長(zhǎng)，同時(shí)可以選擇LED102b以具有460納米的峰值發(fā)射波長(zhǎng)。
[0061]圖13描述了另一實(shí)施例，用于調(diào)諧從包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的基于LED的照明模塊100發(fā)射的光的顏色。通過(guò)獨(dú)立地控制提供給不同LED102的電流，可以確定從每一個(gè)獨(dú)立控制的顏色轉(zhuǎn)換腔中發(fā)射的通量。按照這種方式，可以調(diào)諧具有不同顏色轉(zhuǎn)換特性的顏色轉(zhuǎn)換腔的輸出通量，使得從基于LED的照明模塊100輸出的光的顏色與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。例如，電源180在導(dǎo)體183上提供電流184至LED102a。LED102a發(fā)射的光進(jìn)入顏色轉(zhuǎn)換腔160a，經(jīng)歷顏色轉(zhuǎn)換并且作為進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光167發(fā)射。類似地，電源181在導(dǎo)體185上提供電流186至LED102b。LED102b發(fā)射的光進(jìn)入顏色轉(zhuǎn)換腔160b，經(jīng)歷顏色轉(zhuǎn)換并且作為進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光168發(fā)射。通過(guò)調(diào)節(jié)電流184和186，可以調(diào)諧進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光167的通量和進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光168的通量，使得進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光167和168的組合與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。類似地，可以獨(dú)立地控制附加顏色轉(zhuǎn)換腔，以調(diào)諧基于LED的照明模塊100的輸出光的顏色點(diǎn)。如圖13所示，電源182在導(dǎo)體187上提供電流188至LED102c。從LED102C發(fā)射的光進(jìn)入顏色轉(zhuǎn)換腔160c，經(jīng)歷顏色轉(zhuǎn)換并且作為進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光169發(fā)射。按照這種方式，可以調(diào)諧電流184、186和188，使得進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光167、168和169的組合與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。
[0062]圖14A-14E描述了基于LED的照明模塊100的各種實(shí)施例的橫截面頂視圖。圖14A描述了按照緊密堆積結(jié)構(gòu)設(shè)置的六邊形顏色轉(zhuǎn)換腔160a-160g，其中每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的側(cè)壁都與另一個(gè)共享。例如，顏色轉(zhuǎn)換腔160g的每一個(gè)側(cè)壁都分別與另一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔(160a-160f)共享。圖14B描述了按照矩形網(wǎng)格設(shè)置的矩形顏色轉(zhuǎn)換腔160a-160i。在這種配置中，每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的側(cè)壁都與另一個(gè)共享。例如，顏色轉(zhuǎn)換腔160g的每一個(gè)側(cè)壁都分別與顏色轉(zhuǎn)換腔160a-160f和160h-160i共享。圖14C描述了按照六邊形網(wǎng)格設(shè)置的矩形顏色轉(zhuǎn)換腔160a-160f。在這種配置中，每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的側(cè)壁都與多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔共享。例如，顏色轉(zhuǎn)換腔160g的側(cè)壁與顏色轉(zhuǎn)換腔160e和160f共享。圖14D描述了按照六邊形網(wǎng)格設(shè)置的圓形顏色轉(zhuǎn)換腔160a-160i。圖14E描述了按照緊密堆積六邊形網(wǎng)格設(shè)置的三角形顏色轉(zhuǎn)換腔160a-160f。在這種配置中，每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的側(cè)壁都與另一個(gè)共享。圖14A-E的實(shí)施例是示例性的，但是也可以考慮不同形狀和不同布局的顏色轉(zhuǎn)換腔。例如，顏色轉(zhuǎn)換腔可以是橢圓形、星形、一般多邊形等形狀。此外，可以選擇導(dǎo)致緊密堆積配置的網(wǎng)格圖案。然而，在其他實(shí)施例中，可以考慮不是緊密堆積的網(wǎng)格圖案。
[0063]圖15、16和17描述了基于LED的照明模塊100的各種實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D,所述基于LED的照明模塊具有安裝至透射層134的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)196。在一些實(shí)施例中，透射層134是基于LED的照明模塊100的輸出窗口。安裝至所述透射層134的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)196形成了多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)。任意數(shù)量的袋狀結(jié)構(gòu)可以被一些波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料至少部分地涂覆。安裝至透射層的或者作為透射層一部分的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)提供了一種利用含有不同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的物理隔離的袋狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行顏色控制的手段。通過(guò)變化具有不同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的袋狀結(jié)構(gòu)的數(shù)量，控制所述輸出光的顏色。此外，通過(guò)均勻分配不同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的袋狀結(jié)構(gòu)，提升了輸出光束均勻性。最后，通過(guò)隔離平面上不同類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以提高效率，使得從LED發(fā)射的光的顯著部分被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料一次吸收并且被作為輸出光重新發(fā)射。這個(gè)結(jié)構(gòu)使所述進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光被第二種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料重新吸收的可能性降至最低。
[0064]在圖15所述的實(shí)施例中，一些袋狀結(jié)構(gòu)由發(fā)射紅光熒光粉191填充，另外的袋狀結(jié)構(gòu)由發(fā)射綠光熒光粉材料192填充，并且還有其他的袋狀結(jié)構(gòu)由發(fā)射黃光熒光粉材料190填充。按照這種方式，從每一個(gè)LED發(fā)射的光的一部分被顏色轉(zhuǎn)換成紅色、綠色和黃色光，成為從基于LED的照明模塊100發(fā)射的組合光140的一部分。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)196由PTFE材料構(gòu)成。由于其有效的擴(kuò)散反射屬性，PTFE提升了有效的顏色轉(zhuǎn)換并且允許來(lái)自LED102的光的一些透射通過(guò)透射層134，而無(wú)顏色轉(zhuǎn)換。
[0065]在一些實(shí)施例中，諸如圖15和16所述的那些，所述袋狀結(jié)構(gòu)特征在于深度D和寬度W。通過(guò)調(diào)諧所述袋狀結(jié)構(gòu)的寬度和深度尺寸以及所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的組分，從基于LED的照明模塊100發(fā)射的光可以與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。圖17闡釋了一個(gè)實(shí)施例，其中所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的深度從所述透射層134延伸至其上安裝有所述LED102平面。
[0066]圖18描述了基于LED的照明模塊100的橫截面頂視圖。如圖所示，每一個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)都由發(fā)射紅光熒光粉191或者發(fā)射黃光熒光粉190涂覆。在這個(gè)實(shí)施例中，具有發(fā)射紅光熒光粉191的袋狀結(jié)構(gòu)與發(fā)射黃光熒光粉190均勻分配。在其他實(shí)施例中，更多數(shù)量的袋狀結(jié)構(gòu)可以涂覆一種熒光粉或者另一種，以與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。在一些其他的實(shí)施例中，附加的熒光粉可以包括在一些袋狀結(jié)構(gòu)中。
[0067]在一些其他的實(shí)施例中，每一個(gè)都包括熒光粉組合的不同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以涂覆不同的袋狀結(jié)構(gòu)，以與目標(biāo)顏色點(diǎn)匹配。例如，一些袋狀結(jié)構(gòu)可以由發(fā)射具有3000K CCT的白光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料涂覆，而其他袋狀結(jié)構(gòu)可以由發(fā)射具有4000K CCT的白光的熒光粉涂覆。按照這種方式，通過(guò)變化產(chǎn)生3000K光和4000K光的袋狀結(jié)構(gòu)的相對(duì)數(shù)量，可以調(diào)諧由基于LED的照明模塊100輸出的組合光140，以具有3000K至4000K之間的CCT。如圖18所示，每一個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)都一律是正方形。然而，在其他實(shí)施例中，每一個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)可以是任意的形狀(例如一般多邊形和一般橢圓形)。期望的是定形袋狀結(jié)構(gòu)，以提高從基于LED的照明模塊100發(fā)射的光的輸出光束均勻性和顏色控制。
[0068]如圖19(和圖16)所示，袋狀結(jié)構(gòu)的圖案特征在于網(wǎng)格間隔距離G，而LED的圖案特征在于LED間隔距離L。在一些實(shí)施例中，所述網(wǎng)格間隔距離可以小于所述LED間隔距離(參見(jiàn)圖19)。在一些其他的實(shí)施例中，所述網(wǎng)格間隔距離可以與所述LED間隔距離相同(參見(jiàn)圖16)。在一些其他的實(shí)施例中，所述網(wǎng)格間隔距離可以大于所述LED間隔距離(未示出)。同樣，如圖19所示，所述網(wǎng)格間隔距離大于所述袋狀結(jié)構(gòu)寬度W，以保證從LED102發(fā)射的足夠的光被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換。在一些實(shí)施例中，所述網(wǎng)格間隔距離是所述袋狀結(jié)構(gòu)寬度W的至少兩倍。
[0069]圖20闡釋了包括顏色轉(zhuǎn)換腔160的基于LED的照明模塊100的另一方面的橫截面圖，所述顏色轉(zhuǎn)換腔配置用于在較寬區(qū)域上方對(duì)從LED102發(fā)射的光進(jìn)行色散和顏色轉(zhuǎn)換。按照這種方式，在薄的剖面結(jié)構(gòu)中可以實(shí)現(xiàn)顏色轉(zhuǎn)換并且提升輸出光束均勻性。如圖20所示，顏色轉(zhuǎn)換腔160a包括至少一個(gè)反射側(cè)壁161，將從LED102a發(fā)射的光指向設(shè)置在LED102a上方的透射層134。所述反射側(cè)壁161相對(duì)于設(shè)置有LED102的平面204成傾斜角度定位。如圖20所示，反射側(cè)壁161向外并且向上延伸至透射層134與反射側(cè)壁161的附著點(diǎn)207。透射層134包括設(shè)置在每一個(gè)LED102上方的凸反射體205。如圖所示，反射體205的中心軸與每一個(gè)LED102的中心軸202是共線的，使得每一個(gè)反射體205在每一個(gè)LED102的上方是居中的。如圖所示，透射層134的一部分涂覆有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料206。按照這種方式，從LED102a發(fā)射的光在從顏色轉(zhuǎn)換腔160a發(fā)射之前被橫向色散和顏色轉(zhuǎn)換。例如，光子208 (例如藍(lán)色光子)從LED102a中發(fā)射，反射離開(kāi)反射體205，隨后反射離開(kāi)反射側(cè)壁161，并且激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料206。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料206吸收光子208并且發(fā)射進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光(例如紅光)，所述進(jìn)行了顏色轉(zhuǎn)換的光通過(guò)透射層134并且離開(kāi)顏色轉(zhuǎn)換腔 160a。
[0070]如圖20所示，顏色轉(zhuǎn)換腔160a從LED102a的中心軸202至附著點(diǎn)207橫向延伸一段距離Dwe。為了在較大區(qū)域上促進(jìn)光的分散，透射層134與平面204之間的距離H小于Dwg的一半。如圖所示，在圖20中，通過(guò)在所述顏色轉(zhuǎn)換腔內(nèi)一系列反射對(duì)光進(jìn)行橫向透射并且遠(yuǎn)離LED102a并且然后通過(guò)所述光與設(shè)置在水平表面上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的相互作用對(duì)從LED發(fā)射的光進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換，顏色轉(zhuǎn)換腔160配置用于在較寬區(qū)域上對(duì)LED102發(fā)射的光進(jìn)行分散和顏色轉(zhuǎn)換。為了進(jìn)一步促進(jìn)光的橫向分散，在所述LED的上方引入反射體以在顏色轉(zhuǎn)換之前對(duì)光進(jìn)行橫向反射。
[0071]圖21闡釋了在另一個(gè)實(shí)施例中的顏色轉(zhuǎn)換腔160。在這個(gè)實(shí)施例中，透射層134是半透明層。例如，透射層134可以由燒結(jié)PTFE的薄層構(gòu)成。如圖所示，透射層134不包括如圖20的實(shí)施例所述的反射體。作為反射體的替代，所述半透明層允許從每一個(gè)LED102發(fā)射的一部分光的透射以及另一部分的反射，以在每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔內(nèi)促進(jìn)光的橫向散射。
[0072]在另一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔160都包括透明介質(zhì)210，所述透明介質(zhì)具有顯著高于空氣的折射率(例如硅樹(shù)脂)。在一些實(shí)施例中，透明介質(zhì)210填充所述顏色轉(zhuǎn)換腔。在一些示例中，透明介質(zhì)210的折射率與作為所述封裝LED102 —部分的任何封裝材料的折射率匹配。在所闡釋的實(shí)施例中，透明介質(zhì)210填充每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔的一部分，但是與所述LED102物理隔離。這可以期望用于促進(jìn)從所述顏色轉(zhuǎn)換腔的光的提取。如圖所示，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層206設(shè)置在透射層134上。在一些實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層206包括多個(gè)部分，每一個(gè)部分都具有不同的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。盡管如圖所示，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層206被設(shè)置在透射層134的頂上使得透射層134位于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層206與每一個(gè)LED102之間，但是在一些實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層206可以設(shè)置在透射層134上，位于透射層134與每一個(gè)LED102之間。此夕卜，或者替代地，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以嵌入在透明介質(zhì)210中。
[0073]在另一方面中，基于LED的照明模塊100包括設(shè)置在LED102上方并且與LED隔離的半透明非平面的非平面形狀窗口 220，如圖22所示。在一些實(shí)施例中，半透明非平面形狀窗口 220可以由模塑或者玻璃材料構(gòu)成。在其他實(shí)施例中，半透明非平面形狀窗口 220可以由燒結(jié)PTFE材料的薄層構(gòu)成或者包括燒結(jié)PTGE材料的薄層。與所述LED物理隔離的成形窗口在執(zhí)行顏色轉(zhuǎn)換的同時(shí)促進(jìn)了光的混合和顏色均勻性。所述成形窗口所述成形窗口由反射體包圍。所述反射體進(jìn)一步提供了光的混合以促進(jìn)均勻性和輸出光束成形。所述成形窗口結(jié)合所述反射體設(shè)計(jì)，以提供顏色控制和輸出光束均勻性，特別是用于狹窄輸出光束設(shè)計(jì)。
[0074]所述半透明非平面形狀窗口 220包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料對(duì)從LED102發(fā)射的一部分光進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換。例如，如圖22所示，從LED102發(fā)射的藍(lán)光223由包括在顏色轉(zhuǎn)換層135中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料吸收，所述顏色轉(zhuǎn)換層設(shè)置在半透明非平面形狀窗口 220上。作為響應(yīng)，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料發(fā)射更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光(例如黃光)。在圖22所示的實(shí)施例中，包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的所述顏色轉(zhuǎn)換層135設(shè)置在成形輸出窗口 220上。在一些其他的實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料嵌入在所述半透明非平面形狀窗口 220中。
[0075]如圖22所示，所述基于LED的照明模塊100包括與所述半透明非平面形狀窗口220接觸的反射側(cè)壁161。按照這種方式，從LED102發(fā)射的光在離開(kāi)所述基于LED的照明模塊之前被指向通過(guò)所述半透明非平面形狀窗口 220。在一些實(shí)施例中，反射側(cè)壁161用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料涂覆，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料具有與設(shè)置在所述半透明非平面形狀窗口 220上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料不同的顏色轉(zhuǎn)換特性。例如，如圖22所示，從LED102發(fā)射的藍(lán)光被設(shè)置在反射側(cè)壁161上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料吸收。作為響應(yīng)，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料發(fā)射更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光(例如紅光)。
[0076]如圖22所示，反射體125貼附至基于LED的照明模塊100以形成光源150。反射體125具有包圍半透明非平面形狀窗口 220的內(nèi)部空間221。按照這種方式，從LED102發(fā)射的光在到達(dá)反射體125的反射表面之前必須通過(guò)半透明非平面形狀窗口 220。通過(guò)用半透明非平面形狀窗口 220封閉LED102，保護(hù)LED102免受環(huán)境污染。另外，光源150發(fā)射的光的顏色點(diǎn)受控于基于LED的照明模塊100的功能，與反射體125無(wú)關(guān)。此外，通過(guò)封閉半透明非平面形狀窗口 220，反射體125能夠控制光源150提供的輸出光束剖面。在一些實(shí)施例中，內(nèi)部空間221被折射率大于空氣折射率的透明材料(例如硅樹(shù)脂)填充。按照這種方式，增強(qiáng)了從基于LED的照明模塊100的光的提取。
[0077]在一些實(shí)施例中，所述半透明非平面形狀窗口 220包括反射部分222。通過(guò)反射部分222的適當(dāng)定位，可以改善由半透明非平面形狀窗口 220發(fā)射的光的輸出光束均勻性。如圖22所示，半透明非平面形狀窗口 220包括設(shè)置在半透明非平面形狀窗口 220的反射部分222上的反射層。在一些其他的實(shí)施例中，半透明非平面形狀窗口 220可以由漫反射材料層構(gòu)成或者包括漫反射材料層(例如燒結(jié)PTFE)。在這些實(shí)施例中，可能不需要獨(dú)立的反射部分222，因?yàn)樽銐虻墓鈱⒈环瓷洳⑶抑匦轮赶蛑了霭胪该鞣瞧矫嫘螤畲翱?220的另一部分。在這些實(shí)施例中，半透明非平面形狀窗口 220的一部分不包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
[0078]可以對(duì)半透明非平面形狀窗口 220進(jìn)行成形，以促進(jìn)輸出光束均勻性和從LED102有效的光的提取。在如圖23所示的實(shí)施例中，半透明非平面形狀窗口 220是拱頂形的。在一些實(shí)施例中，所述拱頂形可以是拋物線形狀，配置用于將從LED102發(fā)射的光集中到指定的輸出光束角度。
[0079]在一些實(shí)施例中，基于LED的照明模塊100包括設(shè)置在多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔160上方的半透明非平面形狀窗口 220。如圖24所示，作為示例，基于LED的照明模塊100包括多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔160a-160d，配置成如圖20所述。半透明非平面形狀窗口 220設(shè)置在所述顏色轉(zhuǎn)換腔的上方，使得從每一個(gè)顏色轉(zhuǎn)換腔發(fā)射的光在與反射體125相互作用之前都通過(guò)半透明非平面形狀窗口 220。
[0080]在一些實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的組件可以由PTFE材料構(gòu)成或者包括PTFE材料。在一些示例中，所述組件可 以包括PTFE層，所述PTFE層背后是反射層，諸如拋光金屬層。所述PTFE材料可以由燒結(jié)PTFE粒子形成。在一些實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的內(nèi)部相對(duì)表面的任何部分都可以由PTFE材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，所述PTFE材料可以涂覆波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。在其他的實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以與所述PTFE材料混合。
[0081]在其他的實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的組件可以由反射的陶瓷材料構(gòu)成或者包括反射的陶瓷材料，諸如由CerFlex International公司(荷蘭)生產(chǎn)的陶瓷材料。在一些實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的內(nèi)部相對(duì)表面的任何部分可以由陶瓷材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，所述陶瓷材料可以涂覆波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
[0082]在其他的實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的組件可以由反射的金屬材料構(gòu)成或者包括反射的金屬材料，諸如Alanod公司(德國(guó))生產(chǎn)的鋁或者\(yùn)1 ? ro'在一些實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的內(nèi)部相對(duì)表面的任何部分都可以由反射的金屬材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，所述反射的金屬材料可以涂覆波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
[0083]在其他的實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的組件可以由反射的塑料材料構(gòu)成或者包括反射的塑料材料，諸如由3M(美國(guó))公司出售的Vikuiti? ESR、由Toray公司(日本)制造的Lumirror? E60L或者微晶聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(MCPET),諸如由Furukawa Flectric有限公司(日本)制造的。在一些實(shí)施例中，顏色轉(zhuǎn)換腔160的內(nèi)部相對(duì)表面的任何部分都可以由反射的塑料材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，所述反射的塑料材料可以涂覆波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
[0084]腔160可以由非固體材料填充，諸如空氣或者惰性氣體，使得LED102發(fā)射光進(jìn)入所述非固體材料。作為示例，所述腔可以是密封的并且氬氣可以用于填充所述腔。替代地，可以使用氮?dú)?。在其他的?shí)施例中，腔160可以用固體封裝材料填充。作為示例，硅樹(shù)脂可以用于填充所述腔。
[0085]所述PTFE材料比可以用于構(gòu)成或者包括在顏色轉(zhuǎn)換腔160的組件中的其他材料(諸如Alanod公司生產(chǎn)的\_1 i )反射性低。在一個(gè)示例中，對(duì)基于LED的照明模塊100的藍(lán)光輸出，所述基于LED的照明模塊由未涂覆M i roK_的側(cè)壁插入件107構(gòu)成，與由未涂覆PTFE側(cè)壁插入件107構(gòu)成的相同模塊的藍(lán)光輸出，所述側(cè)壁插入件由Berghof公司(德國(guó))制造的燒結(jié)PTFE材料構(gòu)成，進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)使用PTFE側(cè)壁插入件，來(lái)自照明模塊100的藍(lán)光輸出減少7%。類似地，與未涂覆M i r(#側(cè)壁插入件107相比，通過(guò)使用由W.L.Gore公司(美國(guó))制造的燒結(jié)PTFE材料構(gòu)成的未涂覆PTFE側(cè)壁插入件107，來(lái)自照明模塊100的藍(lán)光輸出減少5%。從所述照明模塊100的光的提取與所述腔160內(nèi)的反射率直接相關(guān)，因此，與其他可獲得的反射材料相比，所述PTFE材料的較差的反射率將與在所述腔160中使用所述PTFE材料的目的相偏離。然而，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確定，當(dāng)所述PTFE材料涂覆熒光粉時(shí)，與具有類似的熒光粉涂層的其他反射性更強(qiáng)的材料(諸如Miro*)相比，所述PTFE材料意外地產(chǎn)生了光輸出的增加。在另一個(gè)不例中，對(duì)照明模塊100的白光輸出，所述照明模塊由熒光粉涂覆的Mi r_o?側(cè)壁插入件107構(gòu)成，目標(biāo)相關(guān)色溫(CCT)為4000K，與由熒光粉涂覆的PTFE側(cè)壁插入件107構(gòu)成的相同模塊的白光輸出，所述側(cè)壁插入件由Berghof公司(德國(guó))制造的燒結(jié)PTFE材料構(gòu)成，進(jìn)行比較。與熒光粉涂覆MinP相比，通過(guò)使用熒光粉涂覆PTFE側(cè)壁插入件，來(lái)自照明模塊100的白光輸出增加7%。類似地，與熒光粉涂覆M 則壁插入件107相比，通過(guò)使用由W.L.Gore公司(美國(guó))制造的燒結(jié)PTFE材料構(gòu)成的PTFE側(cè)壁插入件107，來(lái)自照明模塊100的白光輸出增加14%。在另一個(gè)示例中，對(duì)照明模塊100的白光輸出，所述照明模塊由熒光粉涂覆的\_1i ro*_則壁插入件107構(gòu)成，目標(biāo)相關(guān)色溫(CCT)為3000K，與由熒光粉涂覆的PTFE側(cè)壁插入件107構(gòu)成的相同模塊的白光輸出，所述側(cè)壁插入件由Berghof公司(德國(guó))制造的燒結(jié)PTFE材料構(gòu)成，進(jìn)行比較。與熒光粉涂覆M i r(A相比，通過(guò)使用熒光粉涂覆PTFE側(cè)壁插入件，來(lái)自照明模塊100的白光輸出增加10%。類似地，與熒光粉涂覆Miro?側(cè)壁插入件107相比，通過(guò)使用由W.L.Gore公司(美國(guó))制造的燒結(jié)PTFE材料構(gòu)成的PTFE側(cè)壁插入件107，來(lái)自照明模塊100的白光輸出增加12%。
[0086]因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管反射性較低，期望的是用PTFE材料構(gòu)成所述光混合腔160的熒光粉覆蓋部分。此外，發(fā)明人還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外露于LED的熱量時(shí)，例如在光混合腔160中，與具有類似的熒光粉涂層的其他反射性更強(qiáng)的材料(諸如Miro?)相比，熒光粉涂覆PTFE材料具有更高的耐用性。
[0087]盡管以上出于指導(dǎo)目的描述了某些具體的實(shí)施例，本專利文獻(xiàn)的教義具有普遍的適用性并且不限于上述具體實(shí)施例。例如，顏色轉(zhuǎn)換腔160的任何組件都可以用熒光粉圖案化。所述圖案本身和所述熒光粉組分都可以變化。在一個(gè)實(shí)施例中，所述照明設(shè)備可以包括位于光混合腔160不同區(qū)域的不同類型的熒光粉。例如，紅色熒光粉可以位于所述插入件107和所述底部反射體插入件106的任一個(gè)或者兩個(gè)上，而黃色和綠色熒光粉可以位于所述輸出窗口 108的上表面或者下表面上或者嵌入在所述輸出窗口 108內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，不同類型的熒光粉(例如紅色和綠色)可以位于所述側(cè)壁107上的不同區(qū)域上。例如，可以將一種類型的熒光粉圖案化在所述側(cè)壁插入件107上的第一區(qū)域，例如按照條紋、斑點(diǎn)或者其他圖案，而另一種類型的熒光粉位于所述插入件107的不同第二區(qū)域上。如果需要，附加的熒光粉可以使用并且位于所述腔160的不同區(qū)域中。另外，如果需要，可以只在所述腔160中(例如在所述側(cè)壁上)使用并且圖案化一種類型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。在另一個(gè)示例中，腔體105用于將安裝板104直接夾緊至安裝基座101，無(wú)需使用安裝板定位環(huán)103。在其他的示例中，安裝基座101和熱沉120可以是單個(gè)組件。在另一個(gè)示例中，基于LED的照明模塊100如圖1-3所述作為光源150的一部分。如圖3所示，基于LED的照明模塊100可以是可更換燈或者改造燈的一部分。但是，在另一個(gè)實(shí)施例中，基于LED的照明模塊100可以成形為可更換燈或者改造燈，并且被認(rèn)為如此。因此，可以在不背離權(quán)利要求中所述的本發(fā)明范圍的情況下，實(shí)踐各種修改、適應(yīng)和所述實(shí)施例各種特征的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 多個(gè)LED ； 輸出窗，布置在所述多個(gè)LED上方,其中從所述多個(gè)LED發(fā)出的光的一些通過(guò)輸出窗； 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，布置在所述多個(gè)LED和輸出窗之間的輸出窗上,其中附著到輸出窗的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形成多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)具有內(nèi)表面區(qū)域； 第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，覆蓋所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第一數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面區(qū)域的至少一部分；以及 第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，覆蓋所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第二數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面區(qū)域的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料填充所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第一數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料填充所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第二數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)大小均勻并且以第一距離隔開(kāi)，所述多個(gè)LED以至少第二距離彼此隔開(kāi)，第一距離小于第二距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)大小均勻并且以第一距離隔開(kāi)，所述多個(gè)LED以第二距離彼此隔開(kāi)，第一距離與第二距離相同，使得每個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)與所述多個(gè)LED中的單個(gè)LED相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，輸出窗由燒結(jié)聚四氟乙烯PTFE制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由燒結(jié)聚四氟乙烯PTFE制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，將所述多個(gè)LED中的每一個(gè)安裝在平面中，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)從輸出窗向所述平面延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在輸出窗上方布置輔助混合腔。
9.一種裝置，包括: 布置在第一平面中的多個(gè)發(fā)光二極管LED中的LED，所述LED具有垂直于LED的管芯區(qū)域延伸的中心軸； 圍繞LED的反射側(cè)壁，其中所述反射側(cè)壁相對(duì)于第一平面成斜角并且從第一平面向第二平面延伸，所述第二平面在第一平面上方第一距離處；以及 布置在第二平面中并且附著到反射側(cè)壁的透射層，其中所述透射層包括布置在透射層上的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形成多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)具有內(nèi)表面區(qū)域，其中第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料覆蓋所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第一數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面區(qū)域的至少一部分，第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料覆蓋所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第二數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面區(qū)域的至少一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，第一距離小于在第二平面中測(cè)量的從透射層跟反射側(cè)壁的附著點(diǎn)到LED中心軸的距離的二分之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，還包括: 凸球形反射體，附著到透射層并且被布置在LED上方在透射層和LED之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，還包括: 窗，布置在透射層上方，其中窗的一部分涂有第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述窗與透射層隔開(kāi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，反射側(cè)壁是漫反射性的，反射側(cè)壁的至少一部分涂有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，用固態(tài)透明介質(zhì)填充LED和反射側(cè)壁之間的空間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料嵌入所述固態(tài)透明介質(zhì)中。
17.—種基于LED的照明設(shè)備,包括: 透射層，安裝在第一顏色轉(zhuǎn)換腔上方，所述透射層包括布置在透射層上的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其中所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形成多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)具有內(nèi)表面區(qū)域，第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料覆蓋所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第一數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面區(qū)域的至少一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的基于LED的照明設(shè)備，還包括: 具有第一表面區(qū)域的側(cè)壁，所述第一表面區(qū)域包括第一顏色轉(zhuǎn)換腔的內(nèi)表面區(qū)域的一部分，其中第一表面區(qū)域涂有第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料；以及 第一 LED，其中從第一 LED發(fā)出的光直接進(jìn)入第一顏色轉(zhuǎn)換腔。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的基于LED的照明設(shè)備，還包括: 第二 LED，其中從第二 LED發(fā)出的光直接進(jìn)入第二顏色轉(zhuǎn)換腔而不直接進(jìn)入第一顏色轉(zhuǎn)換腔， 其中透射層安裝在第二顏色轉(zhuǎn)換腔上方，其中第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料覆蓋布置在第二顏色轉(zhuǎn)換腔上的所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第二數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面區(qū)域的至少一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的基于LED的照明設(shè)備，其中，第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料覆蓋所述多個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)中第二數(shù)目個(gè)袋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面區(qū)域的至少一部分。
【文檔編號(hào)】F21V9/16GK103582778SQ201280026772
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】杰勒德·哈伯斯, 格雷戈里·W·恩格, 彼特·K·曾, 約翰·S·日貝里 申請(qǐng)人:吉可多公司