TW201401585A - 具有發光二極體之照明裝置 - Google Patents

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馬克Ａ 波
馬尼Ｔ 魯斯
約翰Ｓ 亞柏瑞
彼得Ｋ 曾
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吉可多公司
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Abstract

一種發光裝置藉由使用在由周圍側壁形成之一混光腔內的複數個發光二極體來製造。該等側壁可整體地形成為一周圍散熱片之部分或替代地可為至一散熱片內之一腔中的一插入物。該等反射側壁可以一漫射材料塗佈及/或以一或多個磷光體覆蓋。多個磷光體位於該腔之不同位置處，例如，在該等側壁上，覆蓋輸出口之一窗上，或在附接至該腔之底部的一反射器上。該等發光二極體可在一板上圍繞光軸旋轉對稱地定位。

Description

具有發光二極體之照明裝置
本發明大體而言係關於一般照明之領域，且更特定言之係關於使用發光二極體(LED)之照明裝置。
本申請案主張2007年10月17日申請之臨時申請案第60/999,496號；2008年1月23日申請之臨時申請案第61/062,223號；及2008年4月4日申請之臨時申請案第61/042,680號之權利，且係2008年6月11日申請之美國申請案第12/137,494號的部份接續申請案，所有該等申請案以全文引用的方式併入本文中。
發光二極體在一般照亮中之使用仍歸因於照明裝置所產生之光輸出位準或通量中之限制(其係歸因於LED晶片之有限最高溫度及在很大程度上與LED晶片之溫度相關的使用期限要求)而受限。LED晶片之溫度係藉由系統中之冷卻能力及裝置之功率效率(LED及LED系統所產生之光功率對進入之電功率)來確定。使用LED之照明裝置亦通常受以色點不穩定性為特徵之不良色彩品質的損害。色點不穩定性隨時間推移且在各部分間變化。不良色彩品質亦以不良現色性為特徵，其係歸因於由LED光源所產生之具有無功率或幾乎無功率之頻帶的光譜。此外，使用LED之照明裝置通常在色彩上具有空間及/或角度變化。另外，使用LED之照明裝置歸因於(尤其)用以維持光源之色點的所需色彩控制電子設備及/或感測器或僅使用所產生LED之一選 擇(其符合應用之色彩及/或通量要求)的必要性而為昂貴的。
因此，對將發光二極體用作光源之照明裝置的改良為所要的。
發光裝置藉由使用在由周圍側壁形成之混光腔內的複數個發光二極體來製造。在一實施例中，使用連續圓形或橢圓形側壁，或替代地，可以不連續多邊形組態來使用多個側壁。側壁可為傾斜的，使得靠近側壁底部(亦即，靠近LED)之橫截面積大於或小於靠近側壁頂部(亦即，靠近輸出口)之橫截面積。側壁可整體地形成為周圍散熱片之部分或替代地可插入至散熱片內之腔中。反射側壁可以漫射材料塗佈及/或以一或多個磷光體覆蓋。在一實施例中，不同類型之波長轉換材料(例如，磷光體)位於腔之不同位置處。舉例而言，可藉由使用側壁或中心反射器上之多個磷光體來形成圖案。另外，一或多個磷光體可位於覆蓋照明裝置之輸出口的窗上。另外，在發光二極體之間的區可部分或完全由至少一磷光體材料覆蓋，或者LED上之透鏡可由磷光體之薄層塗佈。此外，發光二極體可在板上圍繞光軸旋轉對稱地定位。
100‧‧‧發光二極體(LED)照明裝置
100'‧‧‧固態照明裝置
101‧‧‧腔/混光腔
102‧‧‧發光二極體(LED)
102b‧‧‧LED
102B‧‧‧LED
102'‧‧‧LED
102chip‧‧‧晶片
102submount‧‧‧子基板
103‧‧‧中心軸
104‧‧‧LED板
104'‧‧‧板/三LED板
104"‧‧‧板
104five‧‧‧五LED板
104seven‧‧‧七LED板
106‧‧‧反射平板
106'‧‧‧反射平板
106'a‧‧‧中心部分
110‧‧‧反射側壁
110G‧‧‧另一類型之磷光體
110R‧‧‧一類型之磷光體
110'‧‧‧六邊形管狀側壁
110insert‧‧‧插入物
110sidewall insert‧‧‧側壁插入物
110threads‧‧‧螺紋
120‧‧‧輸出口
120'‧‧‧六邊形輸出口
121‧‧‧反射頂部
122‧‧‧窗
122'‧‧‧窗
130‧‧‧底部散熱片
130aperture‧‧‧孔隙
130thread‧‧‧螺紋
132‧‧‧頂部散熱片
132threads‧‧‧螺紋
133‧‧‧螺紋
135‧‧‧螺紋
140‧‧‧反射器
141‧‧‧螺紋
142‧‧‧散熱片/電焊墊
142taper‧‧‧錐形壁
143‧‧‧箭頭
144‧‧‧箭頭/接觸點
146‧‧‧孔隙
148‧‧‧熱接觸區/熱散播器
150‧‧‧熱通道
200‧‧‧照明裝置
200'‧‧‧照明裝置
200"‧‧‧照明裝置
201‧‧‧光腔
201'‧‧‧混光腔
204‧‧‧板
210‧‧‧側壁
210"‧‧‧可拆卸側壁
211‧‧‧接合
212‧‧‧底部部分
220‧‧‧熱散播器
222‧‧‧肋狀物
230‧‧‧散熱片
230"‧‧‧散熱片
232‧‧‧徑向翼片
234‧‧‧光學反射六邊形腔/中心腔
234"‧‧‧中心腔
240‧‧‧反射器
250‧‧‧散熱片
300‧‧‧照明裝置
304‧‧‧板
308‧‧‧底部腔
310‧‧‧混色腔
312‧‧‧反射器
320‧‧‧散熱片
350‧‧‧照明裝置
350a‧‧‧照明裝置
351‧‧‧混光腔
352‧‧‧中心反射器
353‧‧‧中心圓頂形反射器
354‧‧‧板
356‧‧‧反射平板
360‧‧‧反射側壁/錐形側壁
360a‧‧‧側壁反射器
361‧‧‧側壁延伸
362‧‧‧輸出口
364‧‧‧窗
366‧‧‧二向色鏡
380‧‧‧大發光模組
390‧‧‧六邊形反射器
392‧‧‧切去部分
600‧‧‧照明裝置
601‧‧‧腔
602‧‧‧分流器
604‧‧‧板
608‧‧‧散熱片
610‧‧‧側壁
622‧‧‧窗
622filter‧‧‧藍色濾光片
623‧‧‧間隙
624‧‧‧額外層/內部層
624G‧‧‧發綠光磷光體
624R‧‧‧發紅光磷光體
626‧‧‧額外層/外部層
628‧‧‧額外層
640‧‧‧反射器
670‧‧‧驅動器
672‧‧‧感測器
D‧‧‧距離/輸入直徑/孔隙大小
Dout‧‧‧輸出直徑
OA‧‧‧光軸
R‧‧‧距離
R'‧‧‧距離
θ‧‧‧全光束角量測
圖1及圖2說明將發光二極體(LED)用作光源之照明裝置之一實施例的透視圖。
圖3說明照明裝置之透視分解圖。
圖4A及圖4B說明使用多個散熱片之照明裝置之一實施例的透視圖及橫截面圖。
圖5說明使用較大數目之LED及多邊形側壁之固態照明裝置之另一實施例的分解透視圖。
圖6說明採取下照燈組態或其他類似組態之照明裝置之應用(諸如用於工作照亮之聚光燈)的側視圖。
圖7A及圖7B說明用於照明裝置之LED上的不同置放圖案。
圖7C說明用於照明裝置之LED的另一置放圖案。
圖8A、圖8B及圖8C說明可配合照明裝置而使用之LED板的俯視平面圖。
圖9A及圖9B分別說明照明裝置之另一實施例的透視圖及俯視圖。
圖10A及圖10B分別說明另一照明裝置之俯視透視圖及仰視透視圖。
圖10C說明類似於圖10A中所示之照明裝置之一照明裝置的另一俯視透視圖。
圖11A及圖11B分別說明圖10A及圖10B中所示之照明裝置的側視圖及俯視圖。
圖12說明具有反射器及熱耦接至板之底面之額外散熱片的照明裝置200之仰視透視圖。
圖13展示圖11A及圖11B中所說明之照明裝置的透視部分剖示圖。
圖14A、圖14B及圖14C說明照明裝置之另一實施例的透視圖。
圖15A及圖15B說明在腔內部具有不同類型之磷光體(例如，紅色磷光體及綠色磷光體)之圖案之側壁的透視圖。
圖16說明具有反射器陣列之照明裝置的另一實施例。
圖17說明經配置在一起以形成較大發光模組之複數個照明裝置。
圖18說明具有六邊形反射器之照明裝置。
圖19A說明另一照明裝置之橫截面圖且圖19B及圖19C說明另一照明裝置之俯視平面圖。
圖20A、圖20B、圖20C及圖20D說明配合照明裝置而使用之窗之 各種組態的橫截面圖。
圖21為以磷光體之圖案化層覆蓋之窗的仰視圖。
圖22A及圖22B說明窗之孔隙大小對由置放於照明裝置之上之反射器所產生的光束角之影響。
圖23說明電子可控以產生所要色點之照明裝置的橫截面圖。
圖1及圖2說明發光二極體(LED)照明裝置100之一實施例的透視圖，其中圖2展示說明LED照明裝置100之內部之剖示圖。應理解，如本文中所界定，LED照明裝置並非LED，而是LED光源或燈具或者LED光源或燈具之組件部分，且含有LED板，該LED板包括一或多個LED晶粒或封裝LED。圖3說明LED照明裝置100之透視分解圖。圖4A及圖4B說明使用多個散熱片之LED照明裝置100之一實施例的透視圖及橫截面圖。LED照明裝置100包括一或多個固態發光元件，諸如，安裝於附接至熱散播器或散熱片130(圖3、圖4A及圖4B中所示)或與其組合之LED板104上的發光二極體(LED)102。板104可包括反射頂面或附接至板104之頂面的反射平板106。反射平板106可由具有高熱導率之材料製成且可置放為與板104熱接觸。LED照明裝置100進一步包括耦接至板104之反射側壁110。側壁110及具有反射平板106之板104界定LED照明裝置100中之腔101，來自LED 102之光在該腔101中經反射直至其經由輸出口120離開，但光之一部分可在腔中經吸收。在離開輸出口120之前在腔101內反射光具有混合光及提供自LED照明裝置100發射之光之較均一分布的效應。
反射側壁110可以高度導熱之材料製成，諸如一種以鋁為主之材料，該材料經處理以使材料高度反射且耐用。借助於實例，由德國公司Alanod製造之被稱為Miro®之材料可用作側壁110。側壁110之高反射率可藉由拋光鋁或藉由以一或多個反射塗層覆蓋側壁110之內表面 而達成。必要時，可使用置放於散熱片內部之單獨的插入物來達成側壁110之反射表面(如圖4A中所說明)，其中插入物由高度反射材料製成。借助於實例，視在頂部或底部具有較大開口之側壁區段而定，可自頂部或底部將插入物插入至散熱片中(在將側壁110安裝至板106之前)。側壁110之內部可為鏡面反射或漫反射的。高度鏡面反射塗層之一實例為銀鏡，其中一透明層保護銀層不受氧化。高度漫反射塗層之實例為含有二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)及硫酸鋇(BaSO4)粒子或此等材料之組合的塗層。在一實施例中，腔101之側壁110可以可含有TiO2、ZnO或BaSO4粒子或此等材料之組合的白漆之基層塗佈。可使用含有諸如磷光體或發光染料之波長轉換材料的塗飾層，為簡單起見其在本文中將通常被稱為磷光體。借助於實例，可使用之磷光體包括Y3Al5O12：Ce、(Y,Gd)3Al5O12：Ce、CaS：Eu、SrS：Eu、SrGa2S4：Eu、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12：Ce、Ca3Sc2Si3O12：Ce、Ca3Sc2O4：Ce、Ba3Si6O12N2：Eu、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu、CaAlSiN3：Eu。或者，磷光體材料可直接塗覆至側壁，亦即，無底塗層。
反射側壁110可界定輸出口120，光經由該輸出口120離開照明裝置100。在另一實施例中，安裝於反射側壁110之上的反射頂部121可用於界定輸出口120，如在圖3中以虛線所說明。輸出口120可包括窗122，其可為透明或半透明的以在光離開時對其進行散射。窗122可由包括散射粒子(例如，由TiO2、ZnO或BaSO4製成)之丙烯酸材料或具有在全可見光譜上之低吸收性的其他材料製造。在另一實施例中，窗122可為在一側或兩側上具有微結構之透明或半透明平板。借助於實例，微結構可為微透鏡陣列或全息微結構。或者，窗122可由結晶形式(藍寶石)或陶瓷形式(氧化鋁)之AlO2製造，此由於AlO2之硬度(抗刮痕性)及高熱導率而為有利的。窗之厚度可在(例如)0.5mm與1.5mm之間。必要時，窗可具有漫射性質。經研磨藍寶石圓盤具有良好光學 漫射性質且不需要拋光。或者，漫射窗可為經沙粒或珠粒噴砂之窗或塑膠漫射體，其藉由在模製期間使散射粒子分散至材料中或藉由使模具表面紋理化而成為漫射的。
腔101可以諸如空氣或惰性氣體之非固體材料填充，使得LED 102將光發射至非固體材料中(與發射至固體囊封材料中相對)。借助於實例，腔可經氣密密封，且氬氣可用於填充腔。或者，可使用氮。
雖然側壁110在圖1及圖2中被說明為具有連續圓管組態，但可使用其他組態。舉例而言，側壁可由採取橢圓形組態(其包括圓形組態)之單一連續側壁形成，或者可使用多個側壁來形成不連續組態，例如，三角形、正方形或其他多邊形形狀(為簡單起見，在本文中通常將以複數形式提及側壁)。此外，必要時，側壁可包括連續及不連續部分。此外，由側壁110所界定之腔101可傾斜，使得在底部處(亦即，靠近LED 102)及在頂部處(靠近輸出口120)存在不同大小之橫截面積。
板104向所附接之LED 102提供至電源(未圖示)之電連接。另外，板104將由LED 102所產生之熱量傳導至板之側面及板104之底部，板104之底部可熱耦接至散熱片130(圖3、圖4A及圖4B中所示)或照亮燈具及/或用以耗散熱量之其他機構(諸如風扇)。在一些實施例中，板104將熱量傳導至熱耦接至板104之頂部之散熱片(例如，圍繞側壁110)。
借助於實例，圖4A及圖4B說明照明裝置100，其具有底部散熱片130及頂部散熱片132及安置於底部散熱片130與頂部散熱片132之間的板104連同以點線說明之光軸OA。在一實施例中，板104可經由熱環氧樹脂黏合至散熱片130及132。其他或另外，散熱片130、132可經由螺紋130thread及132threads擰於一起以將板104夾緊於散熱片130與132之間，如圖4B中所說明。如圖4B中可見，板104可包括在頂面與底面兩 者上之熱接觸區148(有時被稱為熱散播器)，其(例如)藉由使用導熱脂、導熱膠帶或熱環氧樹脂熱耦接至底部散熱片130及頂部散熱片132，如由箭頭所指示。如圖4B中所說明，側壁110藉由使用插入至散熱片132中且(例如)藉由熱環氧樹脂或藉由螺紋110threads及135或藉由螺栓保持在散熱片132中之單獨的插入物110insert片形成。可移除側壁插入物110sidewall insert可定位於插入物110inSert內且用於界定側壁。側壁插入物110sidewall insert可(例如)由德國公司Alanod所製造之被稱為Miro®，Miro 27 Silver型的材料製造。另外，必要時，側壁插入物110sidewall insert可藉由一或多個波長轉換材料及/或高度漫反射塗層塗佈或浸漬(在側壁插入物110sidewall insert由塑膠、陶瓷、玻璃或其他適當材料製造之情況下)，諸如參看圖4A以及(例如)圖15A及圖15B所描述。照明裝置之色點的調整可藉由替換側壁插入物110sidewall insert及/或窗122(其類似地可藉由一或多種波長轉換材料塗佈或浸漬)來完成。圖4B說明具有線性組態之側壁，但應理解，側壁110可具有任何所要組態，例如，彎曲、非垂直、傾斜等。在一實施例中，當插入物110insert自頂部插入至散熱片132中時，額外散熱片142可耦接至頂部散熱片132且用於將插入物110insert夾緊於散熱片132中之適當位置處。應理解，額外散熱片142為可選的。當插入物110insert自底部插入至散熱片132中時，底部散熱片130可將插入物110insert夾緊於適當位置處。或者，側壁110可自散熱片132整體地形成。窗122可(例如)藉由使用膠或夾具安裝於插入物110insert中，諸如，將其夾緊於插入物110insert與散熱片142或132之間。底部散熱片可包括孔隙130aperture，使得可產生至板104之電連接。諸如漫射體或反射器140之光學元件可(例如)借助於螺紋133及141或夾具或其他適當機構而以可移除方式耦接至頂部散熱片132。在一實施例中，反射器140(圖4A)可自額外散熱片142整體地形成或可安裝至散熱片142，例如，在散熱片142之錐形壁 142taper(圖4B)處。
LED板104為上面安裝有一或多個LED晶粒或封裝LED之板。該板可為(例如)0.5mm厚之FR4板，其具有在頂面及底面上用作熱接觸區之相對較厚的銅層(例如，30μm至100μm)。板104亦可包括熱通道。或者，板104可為金屬核心印刷電路板(PCB)或具有適當電連接之陶瓷子基板。可使用其他類型之板，諸如由氧化鋁(採取陶瓷形式之氧化鋁)或氮化鋁(亦採取陶瓷形式)製成之板。側壁110可熱耦接至板104以提供額外散熱區。
為了LED之良好冷卻，對於進入板上之LED中的每一瓦特應使用至少50平方毫米但較佳100平方毫米之熱接觸區。舉例而言，在使用12個LED之狀況下，應使用600至1200平方毫米之散熱片接觸區。藉由使用在板之兩側上的接觸區，板之直徑可自60mm減小至40mm，此減少板之成本，而亦減小照明裝置之總大小及體積，且使得在現有照亮燈具設計中使用照明裝置容易得多。
返回參看圖3，反射平板106可圍繞LED 102安裝於板104之頂面上。反射平板106可為高度反射的，使得在腔101中向下反射之光通常朝向輸出口120反射返回。另外，反射平板106可具有高熱導率，使得其充當額外熱散播器。借助於實例，反射平板106可由包括增強鋁之材料製造。反射平板106可不包括在LED 102之間的中心件，但在必要時，例如在使用大量LED 102的狀況下，反射平板106可包括在LED 102之間的一部分或替代地一中心分流器，諸如在圖14A、圖14B及圖19A中所說明之中心分流器。反射平板106之厚度可近似為與LED 102之子基板相同的厚度或略厚。反射平板可替代地由諸如3M(美國)所出售之VikuitiTM ESR的高度反射薄材料製成，其具有65μm之厚度(其中在LED之光輸出區打孔)，且其安裝於LED及板104之剩餘部分上。側壁110及反射平板106可經熱耦接且可在必要時製造為一件式。反射平 板106可(例如)藉由使用導熱膏或膠帶而安裝至板104。在另一實施例中，板104本身之頂面經組態為高度反射的，以便避免對反射平板106之需要。或者，反射塗層可塗覆至板104，該塗層由白色粒子(例如，由浸入於諸如環氧樹脂、聚矽氧、丙烯酸或N-甲基吡咯啶酮(NMP)材料之透明黏合劑中的TiO2、ZnO或BaSO4製成)構成。或者，塗層可由諸如YAG：Ce之磷光體材料製成。磷光體材料及/或TiO2、ZnO或GaSO4材料之塗層可(例如)藉由網板印刷直接塗覆至板104或塗覆至(例如)反射平板106。通常在網板印刷中沈積小點。該等點可在大小及空間分布上變化以達成窗122上之較為均一或較為峰化的亮度分布，以促進在由諸如圖4A中所示之實施例之實施例所產生之光束中的較為均一或較為峰化之照明圖案。
如圖1及圖2中所說明，多個LED 102可用於照明裝置100中。LED 102圍繞照明裝置100之光軸旋轉對稱地定位，該光軸自反射平板106(或板104)處的腔101之中心延伸至輸出口110之中心，使得LED之發光表面或p-n接面距光軸等距離。照明裝置100可具有較多或較少的LED，但已發現六(6)至十(10)個LED為LED 102之有用數量。在一實施例中，使用十二(12)或十四(14)個LED。當使用大量LED時，可能需要將LED組合為多串(例如，六(6)或七(7)個LED之兩串)，以便維持相對較低的正向電壓及電流(例如，不超過24V及700mA)。必要時，可串聯置放較大數目之LED，但此組態可能導致電安全問題。
在一實施例中，LED 102為封裝LED，諸如，由Philips Lumileds Lighting製造之Luxeon Rebel。亦可使用其他類型之封裝LED，諸如，由OSRAM(Ostar封裝)、Luminus Devices(美國)或Tridonic(奧地利)製造之LED。如本文中所界定，封裝LED為含有電連接(諸如導線接合連接或柱形凸塊)之一或多個LED晶粒的總成，且可能包括光學元件及熱、機械及電介面。LED 102可包括在LED晶片上之透鏡。或者， 可使用無透鏡之LED。無透鏡之LED可包括保護層，保護層可包括磷光體。磷光體可作為黏合劑中之分散液塗覆或作為單獨的平板而應用。每一LED 102包括至少一LED晶片或晶粒，其可安裝於子基板上。LED晶片通常具有約1mm乘1mm乘0.5mm之大小，但此等尺寸可變化。在一些實施例中，LED 102可包括多個晶片。多個晶片可發射類似或不同色彩(例如，紅色、綠色及藍色)之光。另外，不同磷光體層可塗覆於同一子基板上之不同晶片上。子基板可為陶瓷或其他適當材料且通常包括在底面上之電接觸焊墊，底面耦接至板104上之接觸點。或者，電接合導線可用於將晶片電連接至安裝板，安裝板又連接至電源。與電接觸焊墊一起，LED 102可包括在子基板之底面上之熱接觸區，可經由該等熱接觸區提取由LED晶片產生之熱量。熱接觸區耦接至板104上之熱散播層。
LED 102可藉由直接發射或藉由磷光體轉換(例如，在將不同磷光體層塗覆至LED的情況下)發射不同或相同的色彩。因此，照明裝置100可使用有色LED 102(諸如紅色、綠色、藍色、琥珀色或青色)之任一組合，或者LED 102可全部產生相同色彩之光或可全部產生白光。舉例而言，LED 102可在與磷光體(或其他波長轉換構件)結合使用時全部發射藍光或UV光(該等磷光體可(例如)在輸出口120之窗122之中或之上，塗覆至側壁110之內部或塗覆至置放於腔內部的其他組件(未圖示))，使得照明裝置100之輸出光具有如所要的色彩。磷光體可選自由以下化學式所表示之集合：Y3Al5O12：Ce(亦被稱為YAG：Ce或簡單地YAG)、(Y,Gd)3Al5O12：Ce、CaS：Eu、SrS：Eu、SrGa2S4：Eu、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12：Ce、Ca3Sc2Si3O12：Ce、Ca3Sc2O4：Ce、Ba3Si6O12N2：Eu、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu、CaAlSiN3：Eu。
在一實施例中，YAG磷光體用於側壁110及腔101底部之反射平板106上，且諸如CaAlSiN3：Eu或(Sr,Ca)AlSiN3：Eu之發紅光磷光體用於 輸出口120之窗122上。藉由選擇界定腔之側壁的形狀及高度且選擇腔中之哪些部分將以磷光體覆蓋或不以磷光體覆蓋，且藉由最佳化窗上之磷光體層的層厚度，可視需要調諧自模組發射之光的色點。
圖5說明固態照明裝置100'之另一實施例的分解透視圖，固態照明裝置100'類似於圖3中所示之照明裝置100，除了照明裝置100'包括額外LED 102及不同形狀之側壁110'、輸出口120'及窗122'以外。如圖5中可見，照明裝置100'包括六邊形管狀側壁110'，其界定六邊形輸出口120'及窗122'。應理解，側壁可具有其他組態，包括正方形、五邊形或其他多邊形形狀。正方形、五邊形或六邊形橫截面之管形成照明裝置之側壁的使用可提供相對於圓形橫截面之管之優良混光。對於使用較大數目之LED的情況，需要側壁具有一多邊形橫截面，該多邊形橫截面具有等於或為LED數目之整數倍的邊之數目。舉例而言，對於使用十二(12)個LED之情況，可使用十二邊多邊形(亦即，十二邊形)或具有24或36條邊之多邊形。此外，可能需要針對側壁使用插入物，使得可易於改變邊之數目(例如，在改變LED之數目的情況下)，而不需要修改裝置之其他部分。
如圖5中所說明，照明裝置100'包括具有旋轉對稱置放之六(6)個LED 102。反射平板106'經組態以容納六個LED 102。如圖5中可見，反射平板106'包括中心部分106'a，其經組態以置放於LED 102之中心之間。
圖6說明採取下照燈組態或其他類似組態之照明裝置之應用(諸如用於工作照亮之聚光燈)的側視圖。側壁110之一部分經展示為被切掉，使得混光腔101內部之LED 102可見。如所說明，照明裝置100進一步包括反射器140，其用於使自混光腔101發射之光準直。反射器140可由諸如包括鋁或銅之材料的導熱材料製成且可連同側壁110或經由側壁110熱耦接至板104上之熱散播器，如參看圖4A所論述。熱量 經由傳導流過附接至板之熱散播器、導熱側壁及導熱反射器140，如由箭頭143所說明。熱量亦經由熱對流在反射器140上流動，如由箭頭144所說明。板上之熱散播器可附接至燈具或散熱片，諸如圖3及圖4A中所示之散熱片130及/或散熱片132。
圖7A及圖7B說明板104'上之LED 102的不同置放圖案，其兩者均保持關於中心處之光軸旋轉對稱。在圖7A中，LED 102在板104上徑向地組態，使得存在圍繞中心軸103之旋轉對稱性，亦即，所有LED晶片(詳言之，p-n接面)均距中心軸103近似相同的距離R。圖7B展示在板104'上以正交定向置放之LED 102(無上覆反射平板106')。LED之正交定向的使用受一些組件抓放機器之偏好。然而，如圖7B中可見，LED晶片均距中心軸103近似相同的距離R'，且因此圍繞中心軸103旋轉對稱。
圖7C說明在板104"上之四(4)個LED 102'的另一布局，其中LED 102'不包括透鏡。如可見，LED 102'可對於每一LED子基板102submount包括多個晶片102chip。多個晶片之群具有如由虛線所指示之關於中心的旋轉對稱性。在一些實施例中(例如，如圖7A及圖7B中所說明)，可使用透鏡(例如)以保護晶片且改良光輸出。晶片102chip可發射不同色彩之光，例如，紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及經磷光體轉換(W)光，如圖7C中所指示。如所說明，每一有色晶片102chip可具有在子基板102submount上之不同的相對位置，其可改良色彩均一性。或者，晶片102chip可為相同色彩(例如，藍色或UV)以抽吸(pump)直接附接至晶片或位於照明裝置中之別處的磷光體(紅色、綠色、藍色、黃色、琥珀色等)。因此，可使用有色發光晶片及磷光體之任一所要組合。
圖8A、圖8B及圖8C分別說明可配合照明裝置100使用之三LED板104、五LED板104five及七LED板104seven(有時共同被稱為板104)之俯視平面圖。LED 102之輪廓以虛線展示。板104包括電焊墊142，LED 102上之電焊墊連接至該等電焊墊142。電焊墊142藉由金屬(例如，銅)述線電連接至接觸點144，導線、橋接器或其他外部電源連接至該接觸點144。在一些實施例中，電焊墊142可為穿過板104之通道，且在板之相對側(亦即，底部)上產生電連接。板104可包括在中心處之孔隙146，其可經使用以允許自板之底側的接取。板104亦包括熱散播器148，其可為銅或其他適當金屬。熱散播器148自LED 102提取熱量且藉由熱通道150將熱量自板104之頂部輸送至板104之底部。另外，熱散播器148可圍繞孔隙146之邊緣延伸以幫助將熱量輸送至板104之底部。
圖9A說明照明裝置200之透視圖，照明裝置200類似於照明裝置100，但其中反射平板106由側壁210之一部分替換。側壁210可自諸如購自Alanod之Miro®材料的單一元件建構，且在接合211處接合在一起。側壁之底部部分212經彎曲以配合於板204處之LED 102之間。單一元件用於側壁210及底部反射表面(代替反射平板106)的使用有利地減少成本。
圖9B說明照明裝置200連同耦接至側壁210之熱散播器220的俯視圖。熱散播器220可由(例如)波紋金屬薄片形成，且包括與側壁210熱接觸之肋狀物222。熱散播器220亦可與板204接觸。熱散播器220可包括貫穿孔洞以增強經由對流之熱交換。另外，熱散播器220可由黑色材料製成或塗成黑色以最大化藉由輻射之發射。
圖10A及圖10B說明類似於圖9A及圖9B中所示之照明裝置200之照明裝置200'的俯視透視圖及仰視透視圖。然而，照明裝置200'使用具有徑向翼片232及在中心處之光學反射六邊形腔234的散熱片230。散熱片230可經擠壓、澆鑄、模製、機械加工或以其他方式由諸如鋁之導熱材料製造。在一實施例中，可拆卸側壁210"可插入至散熱片230"之中心腔234"中，如圖10C中所說明，圖10C展示類似於圖10A中 所示之照明裝置之照明裝置200"的俯視透視圖。可拆卸側壁210"具有用於混光腔201'之不同組態(亦即，不同形狀)，但經組態以插入至散熱片230"中或以其他方式安裝至散熱片230"，藉此避免重新設計散熱片230"本身以容納不同側壁之需要。
返回參看圖10A及圖10B，中心腔234之轉角可具有彎曲半徑以促進諸如側壁210之金屬薄片插入物的使用。或者，可(例如)藉由將高度反射塗層塗覆至散熱片230之內部來使在散熱片230之中心腔234內部的壁高度反射。在一實施例中，可將高度反射之白漆或(受保護及/或增強反射率)金屬或二向色塗層塗覆至散熱片230之內部。必要時，散熱片230之內壁亦可部分或完全地以磷光體材料覆蓋。如圖10B中所說明，散熱片230可(例如)藉由擰接或膠合或藉由夾緊而熱耦接至板204上之熱散播器。導熱膏或導熱膠帶可用於散熱片230與板204上之熱散播器之間。
在一實施例中，散熱片230之高度可為近似12mm，且在中心之相對壁之間的距離(由字母D指示)可為近似相同的(亦即，12mm)。具有此等尺寸之散熱片230的表面積可為近似3500mm2(亦即，近似5.4平方英吋)，其為散熱片230之冷卻能力的一參數且提供近似2瓦特之總功率耗散。對於較高功率之照明裝置(例如，近似10瓦特)，可使散熱片230較長以增加冷卻功率。散熱片230之較長組態具有以下益處：照明裝置200'之光腔201之混合長度增大，此提供輸出口處之光分布的較佳均一性。對於使用耦接至(或形成)照明裝置200'之側壁的散熱片230之情況，組合光混合及冷卻之功能，從而導致相對於使散熱片與側壁分離之裝置具有減小長度的照明裝置。必要時，其他形狀可用於光腔201，諸如，八邊形、五邊形或其他多邊形形狀。此外，中心腔234可為錐形的，使得靠近LED之相對壁之間的距離D不同於(例如，大於或小於)較遠離LED位置處之相對壁之間的距離。
圖11A及圖11B說明具有散熱片230及反射器240之照明裝置200'的側視圖及俯視圖。反射器240可由諸如鋁、銅或其合金之金屬製成且熱耦接至散熱片230以幫助進行熱量耗散。此組態之優點在於不需要額外漫射體來使光均勻化(其增加產出效率)。
圖12說明具有反射器240且具有熱耦接至板204之底面之額外散熱片250之照明裝置200'的仰視透視圖。散熱片250可由複數個插腳或其他類似組態組成。使用第二散熱片250允許以較高功率驅動LED 102，且亦允許不同的散熱片設計，使得冷卻能力在較小程度上視散熱片之定向而定。另外，風扇或用於強制冷卻之其他解決方案可用於自裝置移除熱量。
圖13說明類似於照明裝置200之具有整合混色腔310、散熱片320及反射器312之照明裝置300之另一實施例的透視圖。在圖13中切去散熱片320之一部分以展示具有LED 102之板304及在板304下方延伸之由散熱片320所形成的底部腔308。底部腔308可用於安放電子或機電零件以驅動LED 102。或者，底部腔308可安放風扇。照明裝置300亦包括反射器312，其耦接至散熱片320。反射器312可(例如)藉由夾具之螺桿而以可移除方式耦接。
圖14A說明照明裝置350之另一實施例的透視圖，照明裝置350具有具有為錐形之六邊形組態的反射側壁360，使得相對側壁之間的距離在側壁之底部(亦即，在反射平板356處)比在側壁之頂部(亦即，在輸出口362處)小。在圖14A中說明具有錐形六邊形中心反射器352之照明裝置350，該中心反射器352經組態以將自LED 102發射為相對於板354之法線之大角的光重定向為較窄角。換言之，由LED 102發射之接近平行於板354之光向上朝向輸出口362而經重定向，使得由照明裝置發射之光具有與由LED直接發射之光的圓錐角相比較小的圓錐角。藉由將光反射為較窄角，照明裝置350可用於(例如)歸因於眩光問題 (辦公照亮、一般照亮)或歸因於需要僅在需要且最為有效之情況下發送光的效率原因(工作照亮、櫥櫃下照亮)而待避免大角下之光的應用中。此外，由於與無中心反射器352之裝置相比，以大角發射之光在到達輸出口362之前經歷在混光腔351中之較小反射，因此對於照明裝置350而言光提取的效率得以改良。此在與光隧道或積累器結合使用時尤其有利，因為限制歸因於光在混合腔中頻繁得多地四處反彈，因而降低效率之大角之通量為有利的。板354上之反射平板356可用作額外熱散播器。
圖14B說明照明裝置350之另一透視圖，該照明裝置350具有可充當漫射體之在輸出口362上的窗364，及經組態以在漫射體窗364上分布來自LED 102之光的中心圓頂形反射器353。圓頂形反射器353可具有漫射或鏡面狀反射性質。窗364可包括一或多個磷光體。二向色鏡366之層可在LED 102與窗364之中或之上的磷光體之間耦接至窗364。二向色鏡366可經組態以主要反射藍光且透射由磷光體轉換產生的具有較長波長之光。
圖14C說明具有附接至錐形側壁360之六邊形側壁延伸361之照明裝置350的另一透視圖。在圖14C中將側壁延伸361之一部分展示為被切去。側壁延伸361與錐形側壁360相比錐形程度較小且在一實施例中可不具有錐度。經由混光腔351藉由使用錐形側壁360對光進行之預準直達成較高轉移效率。
圖15A及圖15B說明在腔101內部具有不同類型之磷光體(例如，紅色磷光體及綠色磷光體)之圖案之側壁110的透視圖。在一實施例中，照明裝置可包括位於混光腔101之不同區處之不同類型的磷光體。舉例而言，紅色磷光體及綠色磷光體可位於側壁110或板104上且黃色磷光體可位於窗之頂面或底面上或嵌入於窗內。在一實施例中，諸如圖14C中所示之中心反射器的中心反射器可具有不同類型之磷光 體的圖案，例如，在第一區上之紅色磷光體及在單獨的第二區上之綠色磷光體。在另一實施例中，不同類型之磷光體(例如，紅色及綠色)可位於側壁110上之不同區上。舉例而言，一類型之磷光體110R可在第一區處之側壁110上經圖案化(例如，以條紋、點或其他圖案)，而另一類型之磷光體110G位於側壁之不同的第二區上。必要時，額外磷光體可經使用且位於腔101中之不同區中。另外，必要時，僅單一類型之波長轉換材料可在腔101中(例如，在側壁上)使用且經圖案化，其中由110G指示之區不具有磷光體且為(例如)反射或漫射的。將不同磷光體置放於單獨的區中之未預期到之結果在於光品質及效能結果與在塗覆之前組合磷光體之裝置相比得到改良。表1展示在分離磷光體與混合磷光體之間在效能上的經量測差異。
表1中之第二行展示實驗之結果，其中類似於圖19A中所示之腔的腔之側壁以兩種磷光體之交替條紋塗佈。在此實驗中之腔之高度為近似6mm，而在底部之直徑為22mm且在頂部之直徑為18mm。在此特定實驗中，平坦鏡面Miro(如由Alanod製造，Miro 27 Silver型)鏡用於腔之底部處，其具有13.5mm之直徑。所使用之磷光體為YAG：Ce磷光體及SrCaAlSiN3：Eu磷光體，其分別以近似2mm及近似3mm之垂直條紋而置放。在近似相同的色點及相關的色溫下，吾人達成稍高之輸出(1.27W對1.25W)及在現色指數中之大的增益。通常接受之為Ra 80 的現色指數為對於許多商用照亮應用之最小值。另外，將磷光體塗覆於不同的區中簡化了色彩平衡之控制，例如，可增大一磷光體之區同時維持其他磷光體區相同。或者，第一磷光體可延伸以覆蓋第二磷光體之部分。
在一實施例中，單一類型之波長轉換材料可在側壁上圖案化，該側壁可為(例如)圖4B中所示之側壁插入物110sidewall insert。借助於實例，紅色磷光體可在側壁插入物110sidewall insert之不同區上圖案化且黃色磷光體可覆蓋圖4B中所示之窗122。可改變磷光體之覆蓋及/或濃度以產生不同色溫。表2展示對於455nm之藍光，用以產生所指示色溫的側壁插入物110sidewall insert上之紅色磷光體之覆蓋百分比及濃度百分比(以體積計)及覆蓋窗122之100%的黃色磷光體之濃度百分比(以體積計)。應理解，若由LED 102產生之藍光自455nm改變，則紅色磷光體之覆蓋區及/或紅色磷光體與黃色磷光體之濃度將需要改變以產生所要的色溫。LED 102、插入側壁插入物110sidewall insert上之紅色磷光體及窗122上之黃色磷光體的色彩效能可在裝配之前經量測且基於效能選擇，使得裝配件產生所要的色溫。紅色磷光體之厚度可(例如)在40μm與80μm之間，且更特定言之在60μm與70μm之間，而黃色磷光體之厚度可(例如)在50μm與100μm之間，且更特定言之在70μm與90μm之間。
在另一實施例中，紅色磷光體之單一連續層可用於側壁上，例如，用於圖4B中所示之側壁插入物110sidewall insert上。覆蓋側壁之100% 的連續紅色磷光體及覆蓋窗122之黃色磷光體可具有不同濃度以產生不同色溫。表3展示對於455nm之藍光，用以產生所指示色溫的側壁插入物110sidewall insert上之紅色磷光體及覆蓋窗122之100%之黃色磷光體的濃度(以體積計)。應理解，若由LED 102產生之藍光自455nm改變，則紅色磷光體及黃色磷光體之濃度將需要改變以產生所要的色溫。LED 102、插入側壁插入物110sidewall insert上之紅色磷光體及窗122上之黃色磷光體的色彩效能可在裝配之前經量測且基於效能選擇，使得裝配件產生所要的色溫。紅色磷光體之厚度可(例如)在70μm與110μm之間，且更特定言之在85μm與95μm之間，而黃色磷光體之厚度可(例如)在50μm與100μm之間，且更特定言之在70μm與90μm之間。
圖16說明照明裝置350a之另一實施例，其類似於圖14A中所示之照明裝置350，除了照明裝置350a中之每一LED 102由單獨的個別側壁反射器360a圍繞以外，該側壁反射器360a可具有拋物線、複合拋物線、橢圓形或其他適當形狀。使來自照明裝置350a之光自大角準直為較小角，例如，自2 x 90度之角準直為2 x 60度之角或2 x 45度之光束。照明裝置350a可用作直接光源，例如用作下照燈或櫥櫃下燈，或者其可用於將光注入至例如由圖9A及圖9B中所示之側壁210所界定之混光腔的混光腔中。照明裝置350a可熱耦接於諸如在圖4A中所說明之散熱片的頂部散熱片與底部散熱片之間。
圖17說明經配置在一起以形成大發光模組380之複數個照明裝置 350。圖17中所說明之中心照明裝置350經展示為窗364被部分切去以說明下伏LED 102。必要時，照明裝置350可以不同組態配置以形成(例如)線性結構、半圓形或圓形結構、六邊形密集結構或其他所要的組態。
圖18說明具有六邊形反射器390之照明裝置350。六邊形反射器390經說明為具有切去部分392以提供照明裝置350之視圖，照明裝置350經說明為具有部分切去之窗364。六邊形反射器390可由高度導熱材料(例如，金屬薄片)製成，且可熱耦接至LED板354或散熱片610，如(例如)在圖19A中所說明。六邊形反射器390之使用為有利的，因為其允許多個反射器堆疊在一起以形成準直儀之緊密陣列。另外，具有六邊形組態(與圓形組態相對)之反射器較佳地促進出自反射器之均一性(色彩及亮度)。
圖19A說明類似於圖1及圖2中所示之照明裝置100之照明裝置600之另一實施例的橫截面圖。照明裝置600經說明為具有安裝於板604上之LED 102，該板604安裝於散熱片608上。另外，側壁610經展示為錐形的，使得腔601在底部(例如，最接近LED 102處)之的橫截面積大於腔601在頂部(例如，遠離LED 102處)的橫截面積。如同對於照明裝置100之情況，照明裝置600之側壁610可界定具有例如如圖19B中所說明之圓形(橢圓形)之連續形狀或如圖19C中所說明的非連續多邊形形狀或其組合之腔601。
照明裝置600可進一步包括分流器602，其可居中地置放於腔601中。此分流器602之使用藉由將來自LED 102之光朝向窗622重定向來幫助改良照明裝置600之效率。在圖19A中，分流器602被說明為具有圓錐形狀，但必要時可使用替代形狀，例如，半圓頂形或球冠或非球面反射器形狀。此外，如圖19B及圖19C中所說明，分流器602可在平面圖中具有各種形狀。分流器602可具有鏡面反射塗層、漫射塗層， 或可塗佈有一或多個磷光體。分流器602之高度可小於腔601之高度(例如，腔601之高度的近似一半)，使得在分流器602之頂部與窗622之間存在小空間。
在一實施例中，YAG磷光體用於側壁610及腔601底部處之板604上，且諸如CaAlSiN3：Eu或(Sr,Ca)AlSiN3：Eu之發紅光磷光體用於窗622上。藉由選擇腔之側面的形狀且選擇腔中之哪些部分將以磷光體覆蓋或不以磷光體覆蓋，且藉由最佳化窗上之磷光體層的層厚度，自模組發射之光的色點可調諧至消費者所要的色彩。
在一實施例中，藍色濾光片622filter可耦接至窗622以防止過多藍光自照明裝置600發射。藍色濾光片622filter可為吸收類型或二向色類型，其不具有或具有非常小的吸收性。在一實施例中，濾光片622filter對於藍光具有5%至30%之透射，而對於具有較長波長之光具有非常高的透射(大於80%，且更特定言之90%或90%以上)。
圖20A、圖20B、圖20C及圖20D說明橫截面圖中所示之窗622的各種組態。窗622置放至側壁610中或置放於側壁610之上。在此等橫截面圖中，僅展示側壁610之部分。
在圖20A中，窗622經展示為安裝於側壁610之上。可為有益的是密封窗622與側壁610之間的間隙623以形成氣密密封腔601(圖19A)，使得灰塵或濕氣不可進入腔601。密封材料可用於填充在窗622與側壁610之間的間隙623，如(例如)環氧樹脂或聚矽氧材料。歸因於窗622及側壁610之材料之熱膨脹係數中的差異，使用隨時間推移保持為可撓之材料可為有益的。作為替代方案，窗622可由玻璃或透明陶瓷材料製成，且經焊接至側壁610上。在彼種狀況下，窗622可在邊緣處以諸如鋁或銀或銅或金之金屬材料電鍍，且焊錫膏經塗覆於側壁610與窗622之間。藉由加熱窗622及側壁610，焊料將熔融且提供在側壁610與窗622之間的良好連接。
在圖20B中，窗622具有在窗之內表面(亦即，面對腔601之表面)上的額外層624。額外層624可含有白色漫射粒子，或具有波長轉換性質之粒子(諸如磷光體)。層624可藉由網板印刷、噴漆或粉末塗佈而塗覆至窗622。對於網板印刷及噴漆，粒子通常浸入於黏合劑中，該黏合劑可為以聚胺甲酸酯為主之塗漆或聚矽氧材料。對於粉末塗佈，黏合材料以小顆粒之形式混合至粉末混合物中，該等小顆粒具有低熔點且在加熱窗622時產生均一層，或者在塗佈過程期間將底塗層塗覆至粒子所黏附至之窗622。或者，可使用電場來塗覆粉末塗層，且窗及磷光體粒子在烘箱中經烘焙，使得磷光體永久黏附至窗。可在粉末塗佈過程期間(例如)藉由使用雷射及光譜儀及/或偵測器及/或相機在前向散射模式與反向散射模式兩者中監視塗覆至窗622之層624的厚度及光學性質，以獲得正確的色彩及/或光學性質。
在圖20C中，窗622具有兩個額外層624及626；分別為在窗之內部的一者及在窗622之外部的一者。外部層626可為白色散射粒子，諸如，TiO2、ZnO及/或BaSO4粒子。磷光體粒子可添加至層626以進行對出自照明裝置600之光之色彩的最終調整。內部層624可含有波長轉換粒子，諸如磷光體。
在圖20D中，窗622亦具有兩個額外層624及628，但兩者均處於窗622之同一內表面上。雖然展示兩個層，但應理解可使用額外層。在一組態中，最接近於窗622之層624包括白色散射粒子，使得窗在自外部觀察之情況下呈現為白色，且具有在角上之均一光輸出，且層628包括發紅光磷光體。側壁610及/或板604之表面可塗佈有發黃光或發綠光磷光體。
磷光體轉換過程產生熱量且因此窗622及(例如)層624中，窗622上之磷光體應經組態使得其不變得過熱。為此，窗622可具有高熱導率(例如，不小於1W/(m K))，且窗622可藉由使用具有低熱阻之材料 (諸如焊料、導熱膏或導熱膠帶)熱耦接至用作散熱片之側壁610。用於窗之良好材料為氧化鋁，其可以其被稱為藍寶石之結晶形式以及以其被稱為氧化鋁之多晶或陶瓷形式來使用。
圖21為以磷光體之圖案化層624覆蓋之窗622的仰視圖。必要時，可藉由使用兩種類型之波長轉換材料來使用楔狀或餅狀圖案以形成層624，其中楔形物(例如)具有交替的發紅光磷光體624R及發綠光磷光體624G。當與反射準直儀結合使用時，使用如圖21中所說明之徑向圖案可提供良好的混色。必要時可使用其他圖案，如(例如)具有變化大小、厚度及密度之小點。
圖22A及圖22B說明窗622之孔隙大小對由置放於照明裝置600(如圖19A中所說明)之上之反射器640所產生的光束角之影響。用於圖22A及圖22B之結果的模型係基於複合拋物線集光器設計，其給出出自反射器之光束的最小全角。全角為光將自反射器640發射之角，使得將不存在或存在非常少的超出此角之光。舉例而言，對於下照燈，此全角通常在100度至120度之範圍(由反射器開口之法線以60度切開)中，而對於聚光燈，此全角較多地在20度至80度之範圍中。
圖22A展示為複合拋物線集光器之反射器640的橫截面圖，其中集光器由高度反射材料製成。所指示的為對集光器之輸入直徑D、及全光束角量測θ及輸出直徑Dout的量測。複合拋物線集光器傾向於為高的，但其通常以減小之長度形式來使用，此增大光束角。在圖22B中針對反射器640之輸出直徑Dout的兩個大小(特定言之，具有約50mm之輸出直徑Dout的MR16反射燈大小，及具有約120mm之輸出直徑Dout的PAR38大小)展示隨孔隙大小D而變之光束角。
對於MR16燈等效直徑反射器之大小，典型孔隙大小對於聚光燈可在10mm至30mm之範圍中，而對於MR16下照燈，孔隙大小可為約40mm。對於PAR38等效直徑反射器，典型孔隙大小對於聚光燈在20 mm至75mm之範圍中(例如，50mm)，而對於PAR38之下照燈功能，孔隙大小應小於100mm。
此處給出之孔隙大小應被認為係最大大小，因為切開角傾向於變得更寬。另外，中心光束強度與與反射器之輸入區相比的反射器之輸出區成比例地增加。
圖23說明電子可控以產生所要色點之照明裝置600的橫截面圖。照明裝置600(圖23中所示)之光輸出的色彩藉由使用至少兩個藍色LED 102B及102b來改變，其中一LED具有比另一LED低的峰值波長。一藍色LED 102b可具有在430nm至450nm之範圍中的峰值波長，而另一LED 102B可具有在450nm至470nm之範圍中的峰值波長。若使用兩個以上之LED，則具有較短波長之LED可全部經電連接，且具有較長波長之LED可經電連接，但與具有較短波長之較低LED電分離。供應驅動器670，其可驅動不同於通過具有較長波長LED 102B之群之電流的通過具有較短波長LED 102b之群之電流。應理解，驅動器670經由板604耦接至LED 102B及102b，但為說明起見在圖23中以虛線展示連接。由於照明裝置600中之至少一磷光體以與對於較大波長光不同的方式回應於較小波長光，因此達成不同色彩的光輸出，其可藉由改變通過LED 102B及102b之兩個不同串的電流來控制。視需要，感測器672用於腔內部以量測照明裝置600之光輸出或色彩且在反饋迴路中提供彼量測以控制驅動器670。感測器672可安裝於照明裝置600之輸出窗處，或安裝於腔之底部、頂部或側面上或安裝於部分透明分流器602內部，如圖23中所說明。
儘管為指導起見結合特定實施例說明瞭本發明，但本發明不限於此。應理解，本文中所述之實施例可使用包括染料之任何所要的波長轉換材料，且不限於磷光體之使用。在不偏離本發明之範疇的情況下可進行各種調適及修改。因此，隨附申請專利範圍之精神及範疇不 應限於以上描述。
101‧‧‧腔/混光腔
102‧‧‧發光二極體(LED)
104‧‧‧LED板
110‧‧‧反射側壁
110insert‧‧‧插入物
110sidewall insert‧‧‧側壁插入物
110threads‧‧‧螺紋
122‧‧‧窗
130‧‧‧底部散熱片
130aperture‧‧‧孔隙
130thread‧‧‧螺紋
132‧‧‧頂部散熱片
132threads‧‧‧螺紋
133‧‧‧螺紋
135‧‧‧螺紋
141‧‧‧螺紋
142‧‧‧散熱片/電焊墊
142taper‧‧‧錐形壁
148‧‧‧熱接觸區/熱散播器
OA‧‧‧光軸

Claims (20)

  1. 一種發光二極體照明裝置，其包含：一安裝板，其具有電連接；一散熱片，其熱耦接至該安裝板；複數個發光二極體，其安裝於該安裝板上且耦接至該等電連接，其中由該複數個發光二極體發射之光發射至一非固體材料中，該複數個發光二極體產生具有色點之光；一混光腔，其具有由一反射側壁插入元件界定的一圓形組態，該反射側壁插入元件配置在由結合至該安裝板之至少一側壁所構成之一腔內，該反射側壁插入元件具有至少一類型之波長轉換材料在側壁上，其中該複數個發光二極體之p-n接面距該混光腔之一中心近似等距離，且其中來自該複數個發光二極體之該光由該混光腔接收且組合；一窗，其覆蓋一輸出口，來自該混光腔之光透射穿過該輸出口，其中在該反射側壁插入元件上之該至少一類型之波長轉換材料經配置而改變該複數個發光二極體產生之光之色點，以為穿過該輸出口之光產生所要求之色點；及一光學元件，其耦接至該輸出口。
  2. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該光學元件為一反射器及一漫射體中之一者。
  3. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其進一步包含覆蓋該腔之一第一區的一第一類型之波長轉換材料及覆蓋該腔之一第二區的一第二類型之波長轉換材料，該第二區為不同於該第一區之一區。
  4. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其進一步包含一反射插入元 件，該反射插入元件定位於該腔內以形成該至少一反射側壁。
  5. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該至少一反射側壁包含一反射塗層，該反射塗層藉由以下各項中之一者耦接至該至少一反射側壁：一粉末塗層或在一黏合劑中。
  6. 如請求項5之發光二極體照明裝置，其中該黏合劑包含環氧樹脂、聚矽氧、丙烯酸或N-甲基吡咯啶酮(NMP)材料中之至少一者。
  7. 如請求項5之發光二極體照明裝置，其中該反射粉末包含TiO2、ZnO及BaSO4粒子中之至少一者。
  8. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該輸出口具有一橢圓形組態及一多邊形組態中之至少一者。
  9. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該窗包括波長轉換材料之一層。
  10. 如請求項9之發光二極體照明裝置，其中波長轉換材料之該層部分地覆蓋該窗。
  11. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該窗包括一反射粉末之一層，該層藉由以下各項中之一者耦接至該窗：一粉末塗層或在一黏合劑中。
  12. 如請求項11之發光二極體照明裝置，其中該反射粉末包含TiO2、ZnO及BaSO4粒子中之至少一者。
  13. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該窗包括一二向色塗層之一層。
  14. 如請求項13之發光二極體照明裝置，其中該二向色塗層對於具有500nm或500nm以上之一波長之光具有比對於具有500nm或500nm以下之一波長之光高的一平均透射。
  15. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其進一步包含耦接至該安裝 板之一中心位置的一中心反射元件，該中心反射元件自該安裝板朝向該窗延伸。
  16. 如請求項15之發光二極體照明裝置，其中該中心反射元件具有一圓錐形及一圓頂形中之一者。
  17. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該中心反射元件之一第一區以一第一類型之波長轉換材料覆蓋，且該中心反射元件之一第二區以一第二類型之波長轉換材料覆蓋，該第二區為不同於該第一區之一區。
  18. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該混光腔具有最接近該複數個發光二極體之一第一橫截面積及遠離該複數個發光二極體之一第二橫截面積，其中該第一橫截面積不同於該第二橫截面積。
  19. 如請求項18之發光二極體照明裝置，其中該第一橫截面積大於該第二橫截面積。
  20. 如請求項1之發光二極體照明裝置，其中該複數個發光二極體包含複數個封裝發光二極體。
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