CN102498337A - 基于led的灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种LED灯具(照明杆)，其包括：经配置为细长(线性)阵列的多个固态发光体(LED)；及大体上凹入的圆柱形光反射性表面，其沿着所述LED阵列的长度安置。所述凹入的光反射性表面经配置以在定位在所述灯具的一侧的照明平面上引导光。所述LED可经配置以使得其发射轴与所述照明平面以0°与90之间的角度定向。所述灯具可进一步包括第二大体上凹入的圆柱形光反射性表面，其中所述凹入的光反射性表面经配置以在定位在所述灯具的相应侧上的照明平面上引导光。还揭示一种并入本发明的灯具的面板灯具及标志牌。

Description

基于LED的灯具
优先权主张
本申请案主张由杨海涛(Haitao Yang)于2010年8月9日申请的标题为“基于LED的灯具(Led-Based Lamps)”的第12/852,760号美国专利申请案的优先权及主张由杨海涛(Haitao Yang)于2009年8月13日申请的标题为“基于固态发光体的灯具(Solid StateLight Emitter Based Lamp)”的第61/233,767号美国临时专利申请案的优先权，这些申请案的内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及基于LED(基于发光二极管)的灯具，且特定来说(然而并非专门地)涉及用于陈列柜或冷冻柜中的线性照明杆。本发明进一步关于一种利用一个或一个以上此类灯具的面板灯具及发光标志牌。
背景技术
在所属技术领域中已知白色发光LED(“白色LED”)，且其为相对较新的创新。直到已发展在电磁波谱的蓝色/紫外线(U.V.)部分中发射的高亮度LED，发展基于LED的白色光源才变得实际。如(举例来说)在US 5,998,925中所教示的，白色LED包含一个或一个以上磷光体材料，即光致发光材料，所述材料吸收由所述LED发射的辐射的一部分，且再发射不同色彩(波长)的辐射。通常，所述LED芯片产生蓝光且所述磷光体材料吸收一部分蓝光且再发射黄光或绿光与红光、绿光与黄光或黄光与红光的组合。由所述LED产生的未由所述磷光体材料吸收的蓝光的部分与由所述磷光体材料发射的光组合提供对人眼呈现为几乎白色的光。
由于高亮度白色LED的较长的预期操作寿命(＞50,000小时)及较低的电力消耗，高亮度白色LED越来越多的用于替代常规光源，例如荧光灯、紧凑型荧光灯及白炽灯。如今，利用白色LED的大多数照明器材的设计包括其中白色LED(更通常为白色LED阵列)替代常规光源组件的系统。此外，与常规光源相比较，由于白色LED的紧凑尺寸，白色LED提供构建紧凑型照明器材的可能性。
发明内容
本发明努力提供基于固态发光体(通常为LED)的紧凑型灯具，其可在照明平面上产生大体上均匀的光发射。
根据本发明，一种灯具包括：经配置为细长阵列的多个固态发光体；及第一大体上凹入的圆柱形光反射性表面，其沿着所述发光体阵列的长度而安置且经配置以在定位在所述灯具的一侧的第一照明平面上引导光。通常所述发光体经配置为线性阵列，其中其沿着直线等距地隔开，然而其它包含二维细长阵列的细长阵列对于所属领域的技术人员将是显而易见的。为了易于制造，大体上凹入的光反射性表面可为多面的。或者，其可包括连续弯曲表面或邻接表面的组合。所述光反射性表面可进一步经配置以至少部分地防止光从灯具的发光体直接发射光。
对于根据本发明的灯具，发光装置可经配置以使得其发射轴与照明平面以0°与90°之间的角度定向，即，所述发光装置可在其光发射轴大体上平行于所述照明平面到其光发射轴正交于所述照明平面的范围内定向。
所述灯具可进一步包括第二大体上凹入的圆柱形光反射性表面，其中所述凹入光反射性表面经配置以在定位在所述灯具的相应侧上的照明平面上引导光。在所述发光装置经配置以使得其发射轴大体上正交于所述照明平面的此类布置中，凹入的光反射性表面可邻接以形成脊，所述脊经配置以朝向所述发光体阵列延伸且上覆于所述发光体阵列。通常在此布置中，光反射性表面经配置以在定位在阵列的发光体的相同侧上的照明平面上引导光。在进一步布置中，每一凹入的光反射性表面包括凸起部分，且两个凸起部分邻接以形成通道，所述通道经定位成上覆于所述发光体阵列。通常在此布置中，光反射性表面经配置以在定位在所述发光体阵列的相对侧上的照明平面上引导光。为确保在每一照明平面上大体上相同的照明，凹入及/或凸起的光反射性表面优选为相同的且对称地布置于所述发光体阵列的任一侧上。
在发光装置经配置以使得其发射轴大体上平行于照明平面的布置中，所述灯具可包括相应的发光装置阵列，所述发光装置经配置以在相对方向上发射光。通常在此布置中，光反射性表面经配置以在与所述发光体阵列相同侧上的照明平面上引导大部分光。为减小沿着所述灯具的长度的黑暗区域，光反射性表面可进一步包括经配置以朝向发光体阵列的相对侧上的照明平面引导光的一部分。
优选地，凹入的光反射性表面经配置以使得在照明平面上的光发射强度的变化小于20％，且优选小于10％。
在一种布置中，灯具包括细长通道形状的主体，发光体定位于所述细长通道形状的主体中且沿着主体的长度而隔开。凹入的光反射性表面可包括所述主体的整体部分，例如(举例来说)主体的基底及/或壁部分的内表面。或者，凹入的光反射性表面可在主体的基底与壁部分之间延伸。所述主体优选包括导热材料，例如铝，且发光体安装成与主体热连通，以帮助消散由发光体产生的热。
所述灯具可进一步包括定位在主体内的大体上凸起的光反射性圆柱形表面，其沿着第二壁部分延伸且经配置以使得在操作中凸起的光反射性表面与凹入的光反射性表面一起在所述照明平面上发射光。
为最大化灯具的发光效率，光反射性表面尽可能具有光反射性，且具有至少为90％，优选为至少95％，且更优选为至少98％的光反射系数。反射性表面可包括抛光表面，(举例来说)铝、银或铬的金属化层，或白色表面，例如涂漆表面或高反射率纸。
虽然本发明为关于陈列柜或冷冻柜的照明杆而引出，其中所述灯具的纵横比至少为4∶1(照明宽度：灯具离照明平面的距离)，但是本发明的灯具适合用于需要在定位为紧密接近于灯具的照明平面上提供均匀照明的其它应用中，例如(举例来说)作为发光面板灯具的一部分或其它平坦表面(例如招牌)的照明。
根据本发明的另一方面，面板灯具包括并入根据本发明的至少一个灯具的包封体。灯具可经配置以朝向所述包封体的基底发射光。或者灯具可经配置以朝向所述包封体的开口发射光。面板灯具可进一步包括在包封体的基底上用于使光反射出包封体的开口的光反射性表面，所述光反射性表面构成面板灯具的光发射平面。有利地，在包封体的基底上的光反射性表面进一步包括光散射表面，例如(举例来说)白色表面，例如用于随机化光从表面反射的角度且最佳化来自面板灯具的发射均匀度。优选地，包封体采用四边形的形式，正方形或矩形，且相应灯具沿着包封体的相对壁而定位。另外，面板灯具可包括定位在壁之间的一个或一个以上灯具，所述一个或一个以上灯具在定位在灯具的相对侧上的照明平面上发射光。在一种布置中，光反射性表面包括凸起的圆柱形表面，其在包封体的壁之间延伸，灯具(照明杆)沿着所述包封体的壁延伸。在进一步布置中，光反射性表面包括大体上平坦表面，其在灯具定位所在的包封体的壁之间延伸。
有利地，面板灯具进一步包括提供于所述包封体的开口处的至少一个磷光体材料，其可操作以吸收由发光体发射的光的至少一部分并且发射不同波长范围的光。物理上远离LED而提供磷光体材料(而非将其并入于发光体内)的优点为在较大表面区域上发生光产生、光致发光，且此可导致所发射的光的较均匀的色彩及/或CCT(相关色温)。将磷光体材料定位成远离LED的进一步优点为：较少的热传递到磷光体材料，从而减少磷光体材料的热降解。
在一种布置中，所述至少一个磷光体材料为并入于上覆于包封体的开口的透光窗中。所述透光窗可包括聚合物材料，例如(举例来说)聚碳酸酯、丙烯酸、硅酮、环氧树脂材料或低温玻璃。在所述窗包括聚合物材料的情况下，粉末状磷光体材料可与聚合物材料混合，且接着磷光体/聚合物混合物形成为在其整个体积中具有均匀(均质)磷光体材料分布的具均匀厚度的薄片。磷光体对聚合物的负载重量比通常在35％到85％的范围内，其中确切的负载取决于面板灯具的发射产物的所需色彩及/或CCT。如在所述磷光体材料对聚合物的重量负载的情况中，磷光体负载的窗的厚度将决定由灯具所产生的光的色彩及/或CCT。将磷光体材料提供为窗的一部分的优点使得面板灯具的色彩及/或CCT能够通过改变磷光体/聚合物窗而改变。
在替代布置中，所述至少一个磷光体材料为设置为透光窗的表面的至少一部分上的一个或一个以上层。便利的是，磷光体材料丝网印刷到透光窗上以形成具均匀厚度的层。透光窗可包括聚合物材料，例如(举例来说)聚碳酸酯、丙烯酸、硅酮、环氧树脂材料或低温玻璃。
由于磷光体光致发光的各向同性的性质，由磷光体材料产生的约一半的光将在回返到包封体的体积内的方向上发射。此光将由包封体的基底上的光反射性表面反射，且最终从面板灯具发射出。为增加来自面板灯具的整体光发射，磷光体材料可图案化于窗上，以便包含不具磷光体材料的区域的图案，此类区域可透射由发光体产生的光及由磷光体产生的光。这些区域使得由发光体发射的光及由磷光体材料发射的光两者能够更容易地从面板灯具发射。磷光体材料可(举例来说)提供为方格图案，提供为通过正方形栅格形式的窗而彼此分离的正方形磷光体区域的正方形阵列，或提供为覆盖透光窗的整个表面的层且所述层包含圆形或其它形状窗的规则阵列(例如正方形或六边形阵列)。其它磷光体/窗图案对于所属领域的技术人员将是显而易见的。
设想本发明的面板灯具将用于一般照明应用中，其中所发射的发射光将包括由发光体及所述至少一个磷光体材料所发射的光的组合，且将呈现白色。通常发光体发射具有在430nm到480nm(蓝色)的范围内的主波长的光，且所述至少一个磷光体材料发射具有在555nm到585nm(黄色)的范围内的主波长的光。为改进所发射的光的CRI(显色指数)，灯具优选包括两个或两个以上磷光体材料，其可操作以发射具有在光谱的不同部分(通常为绿色(490nm到550nm)及红色(600nm到780nm)区域)内的主波长的光。或者，发光体可包括蓝色发光LED及红色发光LED的组合。
或者，发光体可包括白色LED，其可操作以发射呈现白色的光。
所述透光窗可为平坦形式。或者，设想透光窗为弓形的形式。
根据本发明的另一方面，发光标志牌包括显示表面及根据本发明的经配置以照亮显示表面的至少一个灯具及/或面板灯具。尽管显示表面可包括光反射性表面，但是其通常将为透光的。在优选实施方案中，所述标志牌进一步包括定位在显示表面上的至少一个磷光体材料，其可操作以吸收由发光体发射的光的至少一部分并且发射不同波长范围的光。在一种配置中，所述显示表面为透光的，且所述至少一个磷光体材料提供为所述显示表面上的一个或一个以上层。磷光体材料可经配置以表示显示信息，例如数字、字母、装置标志、标记、符号等等。
附图说明
为更好地理解本发明，现将参考附图仅通过实例而描述根据本发明实施例的基于LED的灯具及基于灯具的发光标志牌，附图中：
图1是根据本发明实施例的基于LED的灯具的透视示意图；
图2是图1的灯具的截面示意图；
图3是展示图1的灯具的放置的实例的冷冻陈列柜的部分的截面平面图；
图4是根据本发明进一步实施例的基于LED的灯具穿过A-A的截面图；
图5是图4的灯具的分解透视图；
图6是根据本发明另一实施例的基于LED的灯具的截面示意图；
图7是根据本发明又一进一步实施例的基于LED的灯具的截面示意图；
图8是并入图1的灯具的发光面板灯具的截面示意图；
图9是并入图1的灯具的发光面板灯具的截面示意图；
图10是根据本发明另一实施例的基于LED的灯具的截面示意图；
图11是并入图6及10的灯具的发光面板灯具的截面示意图；
图12是根据本发明又一实施例的基于LED的灯具的截面图；
图13是图12的灯具的分解透视图；及
图14是根据本发明进一步实施例的基于LED的灯具的截面示意图。
具体实施方式
本发明的实施例针对于在定位在灯具的一侧的至少一个照明平面上产生大体上均匀的照明的呈细长发光杆(照明杆)的形式的基于固态发光体(通常为LED)的灯具。本发明的灯具包括：经配置为细长阵列的多个固态发光体；及沿着所述发光装置阵列的长度而安置的光反射性表面(例如，凹入的大体上圆柱形光反射性表面)。所述光反射性表面经配置以在定位在所述灯具的一侧的照明平面上引导光。另外，所述光反射性表面可经配置以至少部分防止光从发光体直接发射。发光装置可经配置以使得其发射轴与所述照明平面以0°与90°之间的角度定向，即，发光装置可在其光发射轴大体上平行于照明平面与其光发射轴正交于所述照明平面之间的范围内定向。通常灯具的纵横比至少为4∶1(照明宽度：灯具离照明平面的距离)，更通常至少为5∶1，使得所述灯具理想上适用于照明空间受限制的应用中，例如通常用于冷冻货物的零售中的冷冻陈列柜内的照明。本发明的灯具也适合作为低轮廓面板灯具的一部分。
在此说明书中相同的参考数字用于指示相同的部件。
现在参考图1及2描述根据本发明实施例的基于LED的灯具10，其中图1为灯具10的示意性透视图，且图2为灯具的示意性截面图。灯具10呈细长照明杆的形式，且经配置以产生具有约等于3000K的相关色温(CCT)及约400流明(1m)的发光强度的白光。灯具10意在沿着(举例来说)具有透光门的类型的前开式零售陈列柜或冷冻柜的壁或架子而使用，以使得能够观看里面的东西。
灯具10包括细长形状主体12，其优选由导热材料制成，例如挤压的铝通道。在所示的实例中，主体12包括具有平行壁12a、12b及基底12c的大体上U形截面的通道。如所示，壁12a的深度为另一壁12b的约两倍。如图2中所说明，灯具10进一步包括多个(在此实例中为十个)1W(约等于40lm发光强度)的白色发光基于GaN(氮化镓)的白色LED 14，白色LED 14接近于基底12c沿着壁12b的内表面而定位。为易于制造及电连接，LED 14通常安装到衬底(例如金属核心印刷电路板(MCPCB))(未图示)上，所述衬底接着安装到壁12b的内表面。所述衬底优选安装成与主体热连通，以通过将LED产生的热传递到主体12的相对较大的热质量而帮助消散此热。在所示实例中，LED 14经配置为单一线性阵列，其中LED 14沿着主体12的长度等距隔开，且经定向使得其发射轴16正交于壁12b。将了解，所述LED可布置成其它细长阵列。
凹入的圆柱形光反射性表面(凹入的圆柱形镜)18提供于主体12内，且包括在壁12a的末端与基底12c之间延伸的大体上弓形表面。所述凹入的光反射性表面18可为多面的，且包括一系列的邻接平坦表面或一个或一个以上光滑(连续弯曲)表面或其组合。在图1及2中，所有的光反射性表面由粗实线指示。
凸起的圆柱形光反射性表面(凸起的圆柱形镜)20提供于壁12b上，且包括从壁12b的大体上接近于LED处延伸到壁12b的末端的大体上弓形表面。如所示，光反射性表面可包括一系列邻接平坦表面20a、20b。在替代的布置中，其可包括一个或一个以上连续弯曲表面。为最大化来自灯具的光发射，主体12的所有内表面优选经镜面化(光反射性)22、24。
每一光反射性(经镜面化)表面18、20、22、24可包括(举例来说)铝、银或铬的金属化层，或白色涂漆表面。所述光反射性表面的反射系数尽可能高，且优选大于90％，通常大于95％且更优选大于99％。
在图2中，线26指示光从灯具10发射所经过的光路径的实例。为易于理解，在图2中仅指示位于与壁12a及基底12c相互正交的平面中的光路径，然而应了解，由于LED14的放射状发射图案而存在其它路径。如图2中所指示，光反射性表面18、20经配置以使得其一起引导光，使得光从灯具大体上均匀地发射于与壁12a、12b平行的照明平面28上(即，LED的发射轴16正交于照明平面28)。另外，光反射性表面18及20一起防止光从LED直接发射。初始测试指示：通过小心地配置发光表面18、20，跨越光照明平面28的发光强度的变化通常小于±10％，且应可达到小于±8％。此外，总产生光的至少90％从灯具10发射。因为灯具10在沿着灯具的一个边缘(侧面)定位的照明平面28上发射光，所以称所述灯具为边缘(侧面)发射灯具或边缘照明杆。
参考图3，其展示并入本发明的边缘照明杆10的冷冻柜的一部分的截面平面图。如所示，照明杆经配置以使得所述照明杆的基底12c接近于壁30，使得灯具在照明平面28处跨越柜的宽度“w”产生均匀照明。冷冻/冻结产品定位于照明平面28处或定位于照明平面28外距柜前端至少“d”距离处。为使所述柜中可储存且照亮的产品的数目最大化，距离“d”需尽可能短，且优选小于6″(英寸)与8″之间。因此对于宽度w＝30″的柜，灯具具有在5∶1与4∶1之间的纵横比。如所示，冷冻柜具有门32，门32具有双窗格窗口34，以使得这些产品能够在不必打开冷冻柜的情况下就能观看。
图4及5分别展示根据本发明的进一步实施例的基于LED的灯具(边缘照明杆)10的截面图及分解透视图。在此实施例中，LED 14的阵列经配置以使得每一LED的发射轴16与照明平面28平行。参考图4，主体12包括形式上为浅的大体上U形的挤压铝截面，其中壁12a及12b由基底12c连接。主体12额外地包括较深U形通道，其由从基底12c延伸且由基底部分12e连接到壁12a的壁12d界定。如将进一步描述，较深通道用于将LED 14及反射体18安装于主体12中。LED 14可安装于MCPCB 38的带上，MCPCB 38的带抵靠壁12a的内表面而安装且固持于基底部分12e中的狭槽40与侧12a的顶部处的唇缘42之间的位置中。如图5中最佳所见，可通过将所述MCPCB 38滑入所述主体的开口末端内而将MCPCB 38插入主体中。
包括浅的大体上凹入表面的光反射性表面18(如由图4中的粗线所指示)可包括ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、聚碳酸酯、丙烯酸或其它聚合物材料，且光反射性表面18有利地具有表面金属化以最大化其反射率。或者所述光反射性表面可包括例如铝、铝合金或镁合金等材料。如所示，光反射性表面18可包含栓钉42，栓钉42经配置以接合到MCPCB 38中的对应通孔44中以将所述光反射性表面安装到所述主体中。在将MCPCB38插入到所述主体中之后，光反射性表面18可插入到所述主体中，使得栓钉42接合到所述MCPCB中的通孔44中，且通过夹在壁12b主体中的唇缘48之下的弹性可变形凸出物46而固持于适当位置。灯具10可进一步包括末端盖50及透光罩52，以减少水分进入灯具且使得灯具能够更容易清洁。
图6为根据本发明另一实施例的基于LED的灯具(边缘照明杆)10的截面示意图。在此实施例中，主体12的内表面构成凹入光反射性表面18。如图6中可见，凹入光反射性表面18包括连续弯曲的圆柱形表面。如所示，凸起光反射性表面20可包括与主体12分离的组件或可形成为所述主体的整体部分。
图7为根据本发明又一实施例的基于LED的灯具(边缘照明杆)10的截面示意图。如同图6的实施例，主体12的内表面构成凹入光反射性表面18。如图7中可见，每一LED14包括LED芯片的封装阵列，且凹入光反射性表面包括多面的圆柱形表面。将了解，光反射性表面或者可包括连续弯曲的圆柱形表面或连续弯曲表面及一个或一个以上平坦表面的组合。通过小心地配置凹入光反射性表面18的几何形状，不再需要凸起光反射性表面20。
虽然本发明为关于陈列柜或冷冻柜的边缘照明杆而引出，但是本发明的灯具适合用于其它应用中，例如(举例来说)作为发光面板灯具的一部分或其它平坦表面(例如招牌)的照明。图8为基于本发明的边缘照明杆10的发光面板灯具54的截面示意图。面板灯具54经配置以产生具有约等于3000K的相关色温(CCT)、约800流明(1m)的发光强度及约120°的发射角度的白光。
面板灯具54包括包封体(外壳)56，包封体(外壳)56在所示实例中呈具有长度为50cm及深度为约2cm的侧面的浅正方形托盘的形式。面板灯具54意在表面安装到天花板、壁或其它大体上平坦表面上。同样设想将面板灯具54并入到通常用于办公室及商用楼中的类型的悬挂(垂吊)天花板内，其中支撑部件(T杆)的栅格通过缆线而从天花板悬挂，且天花板由支撑部件栅格支撑。通常，悬挂的天花板瓦片为正方形(60cm×60cm)或者矩形(120cm×60cm)的形状，且包封体56可容易地经配置以装配在此类尺寸的开口中。包封体56可由例如铝的片状材料制成；由(举例来说)塑料材料压铸或模制而成。
如图8中所说明，面板灯具54可经配置为天花板可安装的器材，其中包封体56的基底58安装到天花板，且光在向下方向上穿过包封体56的开口而发射，所述开口构成光发射平面60。除非另有指示，将参考图8中所示的定向而描述组件的相对定位，使得所述包封体的基底58在页面的顶部，且光发射平面(包封体的开口)60在底部。
面板灯具54进一步包括沿着包封体56的相对侧壁62而安装的相应LED灯具(边缘照明杆)10。在图8中所示的实例中，照明杆10包括图1及2中所示的照明杆。将每一边缘照明杆10安装成使得所述照明杆的基底12c与壁62接触，且较短壁12b与包封体58的基底58接触，使得每一照明杆在朝向所述包封体的基底58的方向上发射光。照明杆10优选安装成与所述包封体热连通，以帮助消散由所述照明杆产生的热。
平坦光反射性/散射表面64提供于包封体的基底58上，且大体上覆盖所述包封体的基体的表面区域。光反射性/散射表面64包括白色表面，(举例来说)包含光反射性粒子的涂漆表面或高反射率纸。表面64均匀地在所有方向上散射入射光。通过随机化光从所述表面反射的角度，此可帮助产生来自面板灯具54的均匀成角度的光发射。
为最大化来自所述灯具的光发射，包封体的所有内表面(尤其为末端壁)包括光反射性及/或光散射表面(未图示)。
为易于理解，在图8中仅指示由右手边的照明杆发射的光的光路径26。此外，仅指示位于与侧壁62及基底58相互正交的平面内的光路径，然而将了解，由于LED 14的成角度发射图案，存在将照射于包封体的光反射性散射表面及末端壁上的其它路径。
与并入一个或一个以上荧光管的常规面板灯具相比较，本发明的面板灯具54的特定优点为其可在光发射平面60上产生大体上均匀(即，强度的变化小于±10％)的光发射强度。将了解，尽管光将以一系列的角度撞击光反射性/散射表面64，本发明的边缘照明杆10确保在光反射性/散射表面64上的光强度大体上均匀。为确保来自面板灯具54的成角度光发射在光发射平面60上大体上均匀，所述光反射性/散射表面随机化朝向所述发射平面的光反射的角度。另外，本发明的面板灯具54具有小于常规面板灯具的整体厚度(高度)“h”。
在目前为止所描述的实施例中，LED 14为白色发光装置“白色LED”且并入一个或一个以上磷光体材料。在进一步实施例中，设想提供一个或一个以上磷光体材料使其上覆于及/或定位于光发射平面60处，使得其物理上远离用于激发所述磷光体的固态发射体(LED)。
现在参考图9描述根据本发明进一步实施例的面板灯具，图9展示此面板灯具54的示意性截面图。在此实施例中，LED 14包括蓝色(450nm到480nm)发光1.1W的基于GaN的LED，且透光窗(罩)66提供于发射平面上且其包含一层或一层以上的一种或一种以上磷光体(光致发光)材料68，以用于产生所发射光(通常为白色)的所需色彩及/或CCT。如已知，所述一种或一种以上磷光体材料吸收由LED发射的一部分蓝光，且发射黄光、绿光及/或红光。未由所述磷光体材料吸收的蓝光与由所述磷光体材料发射的光组合可提供呈现白色的发射产物。磷光体材料68(其通常为粉末形式)可与粘合剂材料(例如NAZDAR的透明丝网印刷油墨9700)混合，且所述混合物丝网印刷到所述窗的表面上，以形成具均匀厚度“t”的层。将了解，可通过其它沉积方法(例如喷涂、喷墨印刷)或通过将粉末状磷光体与透光粘合剂材料(例如环氧树脂或硅酮)混合且通过刮刀涂敷、旋涂等涂覆所述磷光体/聚合物混合物而涂覆所述磷光体。为保护磷光体材料68，窗66优选安装成使得磷光体层68定位在所述包封体的内侧上。通常，在所沉积材料中磷光体材料对透光粘合剂的重量负载在10％与30％之间，然而其可取决于所要的发射产物而在1％与99％之间的范围内。为在每单位面积内沉积足够密度的磷光体材料，(举例来说)0.02g/cm2到0.04g/cm2，可能需要进行多遍印刷，遍数取决于印花筛网的筛孔尺寸。
磷光体材料可包括无机或有机磷光体，例如(举例来说)一般组合物A3Si(O，D)5或A2Si(O，D)4的基于硅酸盐的磷光体，其中Si为硅，O为氧，A包括锶(Sr)、钡(Ba)、镁(Mg)或钙(Ca)，且D包括氯(C1)、氟(F)、氮(N)或硫(S)。基于硅酸盐的磷光体的实例揭示于我们的同在申请中的第US 2007/0029526A1号美国专利申请公开案“基于硅酸盐的橙色磷光体(Silicate-based orange phosphors)”及第US 7,311,858B2号美国专利“基于硅酸盐的黄绿色磷光体(Silicate-based yellow-green phosphor)”、第US 7,575,697B2号“基于硅酸盐的绿色磷光体(Silicate-based green phosphors)”及第US 7,601,276B2号“两相基于硅酸盐的黄色磷光体(Two-phase silicate-based yellow phosphor)”(均转让给因特美(Intematix)公司)，其每一者的全部内容以引用的方式并入本文中。所述磷光体还可包括基于铝酸盐的材料(例如在我们的同在申请中的第US 2006/0158090A1号美国专利申请公开案“新颖的基于铝酸盐的绿色磷光体(Novel aluminate-based green phosphor)”及第US 7,390,437B2号美国专利“基于铝酸盐的蓝色磷光体(Aluminate-based bluephosphor)”中所教示)、基于铝硅酸盐的磷光体(如在同在申请中的第US 2008/0111472A1号专利申请公开案“具有混合的二价及三价阳离子的基于铝硅酸盐的橘红色磷光体(Aluminum-silicate based orange-red phosphor with mixed divalent and trivalent cations)”中所教示)，或基于氮化物的红色磷光体材料(例如在我们的同在申请中的第US2009/0283721A1号专利申请公开案“基于氮化物的红色磷光体(Nitride-based redphosphors)”及在2009年12月7日申请的美国第12/632,550号中所教示)，其每一者的全部内容以引用的方式并入本文中。将了解，所述磷光体材料并非限制于本文描述的实例，且其可包括任何磷光体材料，包含氮化物及/或硫酸盐磷光体材料、氧氮化物及氧硫酸盐磷光体或石榴石材料(YAG)。
将磷光体提供为远离所述LED的优点为在窗66的整个表面(光发射平面60)上发生光产生、光致发光70，且此可导致所发射的光的较均匀的色彩及/或CCT。由于磷光体光致发光的各向同性的性质，由所述磷光体产生的约一半的光70将在返回到灯具包封体的体积72内的方向上发射。此光将由光反射性/散射表面64反射，且最终经由光发射平面60而发射。将进一步了解，光将由所述磷光体材料68散射。
将所述磷光体定位为物理上远离所述LED的进一步优点为：较少的热被传递到所述磷光体材料，从而减少所述磷光体材料的热降解。另外，面板灯具54的色彩及/或CCT可通过改变磷光体/聚合物窗66而改变。
在又进一步布置中，磷光体材料68可并入到窗66中。在此布置中，粉末状磷光体材料可与聚合物材料((举例来说)聚碳酸酯、丙烯酸、硅酮、环氧树脂材料)或低温玻璃混合，且所述混合物接着通过(举例来说)挤压而形成为具均匀厚度的薄片，所述薄片在其整个体积中具有均匀(同质)的磷光体分布。磷光体对窗材料的负载重量比通常在35％到85％的范围内，其中确切的负载取决于灯具的发射产物的所需CCT。如在磷光体对聚合物的重量负载的情况中，磷光体负载窗66的厚度将决定由所述灯具产生的光的CCT。
此外，如在同在申请中的第U.S.2009/0101930A1号美国专利申请公开案“具有磷光体波长转换的发光装置(Light emitting device with phosphor wavelength conversion)”(其全部内容以引用的方式并入本文中)中所揭示，所述磷光体材料可经图案化以便包含窗(即，不具磷光体材料的区域)的图案，所述窗可透射由LED产生的光及由所述磷光体产生的光。此布置可增加来自灯具54的整体光发射。(举例来说)所述磷光体材料可提供为两个不同磷光体材料(例如绿色及红色发光磷光体)的方格图案。在其它布置中，所述磷光体材料可提供为通过正方形栅格形式的窗而彼此分离的正方形磷光体区域的正方形阵列。在另一布置中，设想将所述磷光体材料提供为覆盖透光窗66的整个表面的层，且所述层包含圆形或其它形状的窗的规则阵列(例如，正方形或六边形阵列)。其它磷光体图案对于所属领域的技术人员将是显而易见的。
为增加所述灯具的CRI(显色指数)，设想进一步包含一个或一个以上红色(600nm到700nm)发光二极管。
图10是根据本发明另一实施例的基于LED的灯具74的截面示意图。灯具74经配置以在沿着所述照明杆的相对边缘而定位的相应照明平面28a、28b上发射光。因为所述灯具在沿着所述灯具的两个边缘而定位的平面上产生均匀照明，所以称所述灯具为中央灯具或中央照明杆74。在此实施例中，光反射性表面包括两个对称凹入圆柱形表面18a、18b，其边缘沿着其长度而邻接以形成脊76，脊76沿着所述照明杆的长度延伸。LED 14沿着所述照明杆的长度而定位，其中其主要发射轴16正交于脊76。如图10中可见，光反射性表面18a、18b经配置以使得在所述主要轴16的第一侧上所发射的光发射于定位在所述照明杆的相同侧上的照明平面上。(举例来说)光反射性表面18a经配置以在照明平面28a上引导光，而光反射性表面18b经配置以在照明平面28b上引导光。
本发明的中央照明杆74的特定益处为：其与边缘照明杆10组合可实现例如较大形式的广告牌及广告招牌所需要的实际上任意尺寸的低轮廓面板灯具的构造。
图11为基于边缘照明杆10及中央照明杆74的发光面板灯具54的截面示意图。
图12及13分别展示根据本发明进一步实施例的中央照明杆74的截面图及分解透视图。在此实施例中，中央照明杆74大体上包括图4及5中所示的两个边缘照明杆10，其中主体12包括具有共同中央壁12a的两个U形通道。为消除在照明平面28处对应于中央壁12a的黑暗区域，如所示，每一光反射性表面18a、18b可包含相应部分78a、78b，部分78a、78b经配置以沿着所述照明杆的相对边缘而在照明平面28b、28a上引导光，即光反射性部分78a经配置以在所述照明平面28b上引导来自LED 18a的光，且反之亦然。如图13中所示，照明杆74可具模块化构造，且由标准长度的LED杆/反射体组合件14、18组成。(举例来说)如所示，一5英尺的中央照明杆74可由十个1英尺的LED杆/反射体组合件组成。
图14为根据本发明进一步实施例的照明杆74的截面示意图。在此实施例中，对称光反射性表面18a、18b是多面的，且大体上为凹入的形式。每一表面18a、18b进一步包括凸起部分80a、80b，凸起部分80a、80b定位于两个表面邻接之处，使得所述表面的接面界定大体上“v”形凹槽82，凹槽82沿着照明杆的长度延伸。LED 14沿着所述照明杆的长度而定位，其中其主要发射轴16正交于凹槽82。如图14中可见，光反射性表面18a、18b、80a、80b经配置以使得在主要轴16的第一侧上所发射的光发射于所述照明杆的相对侧上的照明平面上。(举例来说)光反射性表面18a、80a经配置以在照明平面28b上引导光，而光反射性表面18b、80b经配置以在照明平面28a上引导光。
将了解，每当需要产生具有较高纵横比(即w∶d，在照明平面处的照明宽度：光源离照明平面的距离)的均匀照明时，根据本发明的基于LED的灯具便可适用。(举例来说)设想使用面板灯具54作为发光标志牌的背光(灯箱)，其中显示表面提供于光发射平面60处。所述显示表面可包括印刷表面或字母、数字、装置或成透光彩色滤光器形式的其它信息。
在其它布置中，背光54可产生蓝光，且显示表面进一步包括一个或一个以上磷光体材料，所述一个或一个以上磷光体材料提供为图案以产生所需的发光标记或符号。此类标志牌的实例包含发光出口标志牌、人行横道“走”及“停”标志牌、交通标志牌、广告招牌(广告牌)等等。背光发光标志牌的实例揭示于我们的同在申请中的第US2007/0240346A1号的美国专利申请公开案“发光标志牌及其显示表面(Light emittingsign and display surface therefor)”中，其全部内容以引用的方式并入本文中。
在又进一步实施例中，根据本发明的一个或一个以上照明(边缘或中央)杆可用于前端照亮显示表面，例如(举例来说)房地产标志牌。
本发明的灯具及发光标志牌并非限制于所描述的特定实施例，且在本发明的范围内可作出变动。例如，根据本发明的灯具可包括其它固态发光体，(举例来说)发射蓝光或U.V.光的基于碳化硅(SiC)、硒化锌(ZnSe)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝(AlN)或氮化铝镓(AlGaN)的LED芯片。

Claims (28)

1.一种灯具，其包括：
经配置为细长阵列的多个固态发光体及
第一大体上凹入的圆柱形光反射性表面，其沿着所述发光装置阵列的长度而安置且经配置以在定位在所述灯具的一侧的照明平面上引导光。
2.根据权利要求1所述的灯具，且其进一步包括第二大体上凹入的圆柱形光反射性表面，其中所述凹入的光反射性表面经配置以在定位在所述灯具的相应侧上的照明平面上引导光。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的灯具，其中所述固态发光体经配置以使得其发射轴与所述照明平面成0°与90°之间的角度。
4.根据权利要求2所述的灯具，其中所述凹入的光反射性表面邻接以形成脊，所述脊经配置以朝向所述发光体阵列延伸且上覆于所述发光体阵列。
5.根据权利要求2所述的灯具，其中每一凹入的光反射性表面包括凸起部分，且其中所述凸起部分邻接以形成通道，所述通道经配置以上覆于所述发光体阵列。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的灯具，其中所述凹入的光反射性表面为多面的、连续弯曲表面中的一者及其组合。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的灯具，其中所述凹入的光反射性表面经配置以使得在所述照明平面上的光发射强度的变化小于10％。
8.根据权利要求1所述的灯具，且其进一步包括细长通道形状的主体，其中所述发光体定位在所述主体内且沿着所述主体的长度而隔开。
9.根据权利要求8所述的灯具，其中所述凹入的光反射性表面包括所述主体的整体表面。
10.根据权利要求9所述的灯具，其中所述凹入的光反射性表面包括所述主体的基底及/或壁部分的内表面。
11.根据权利要求8所述的灯具，其中所述主体包括基底及壁部分，且所述凹入的光反射性表面在所述主体的所述基底部分与第一壁部分之间延伸。
12.根据权利要求11所述的灯具，且其进一步包括大体上凸起的光反射性圆柱形表面，所述光反射性圆柱形表面定位在所述主体内且沿着第二壁部分延伸，且经配置以使得在操作中所述凹入及凸起的光反射性表面在所述照明平面上引导光。
13.根据权利要求1或权利要求12所述的灯具，其中所述光反射性表面具有选自由以下各项组成的群组的反射系数：至少90％、至少95％及至少98％。
14.一种包括包封体且并入至少一个根据权利要求1或权利要求2所述的灯具的面板灯具。
15.根据权利要求14所述的面板灯具，其中所述至少一个灯具定位在所述包封体中且经配置以朝向所述包封体的开口发射光。
16.根据权利要求14所述的面板灯具，其中所述至少一个灯具定位在所述包封体中且经配置以朝向所述包封体的基底发射光。
17.根据权利要求16所述的面板灯具，且其进一步包括在所述包封体的所述基底上的光反射性表面。
18.根据权利要求17所述的面板灯具，其中在所述包封体的所述基底上的所述光反射性表面进一步包括光散射表面。
19.根据权利要求18所述的面板灯具，其中所述包封体呈四边形的形式，且相应灯具邻近于所述包封体的相对壁而定位，且其中所述光反射性散射表面包括凸起的圆柱形表面，所述凸起的圆柱形表面在所述灯具所处的所述包封体的所述壁之间延伸。
20.根据权利要求18所述的面板灯具，其中所述包封体呈四边形的形式，且灯具邻近于所述包封体的相对壁而定位，且其中所述光反射性散射表面包括大体上平坦表面，所述大体上平坦表面在所述灯具所处的所述包封体的所述壁之间延伸。
21.根据权利要求14所述的面板灯具，且其进一步包括至少一种磷光体材料，所述至少一种磷光体材料可操作以吸收由所述发光体发射的光的至少一部分且发射不同波长范围的光，其中所述至少一种磷光体材料提供在所述包封体的开口处。
22.根据权利要求21所述的面板灯具，且其进一步包括上覆于所述包封体的开口的透光窗，且其中所述至少一种磷光体材料并入于所述透光窗中。
23.根据权利要求22所述的面板灯具，其中所述至少一种磷光体材料在所述透光窗的整个体积中大体上均匀地分布。
24.根据权利要求22所述的面板灯具，且其进一步包括上覆于所述包封体的开口的透光窗，且其中所述至少一种磷光体材料包括在所述透光窗的表面的至少一部分上的至少一个层。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的面板灯具，其中所述透光窗选自由以下各项组成的群组：大体上平坦及弓形的形式。
26.一种发光标志牌，其包括透光显示表面及经配置以照亮所述显示表面的至少一个根据权利要求1或权利要求2所述的灯具。
27.根据权利要求26所述的标志牌，且其进一步包括至少一种磷光体材料，所述至少一种磷光体材料可操作以吸收由所述发光体发射的光的至少一部分且发射不同波长范围的光，其中所述至少一种磷光体材料定位在所述显示表面上。
28.根据权利要求27所述的标志牌，其中所述显示表面是透光的，且所述至少一种磷光体材料提供为所述显示表面上的一个或一个以上层。
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