專利名稱：基于led的燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于LED(基于發(fā)光二極管)的燈具，且特定來說(然而并非專門地) 涉及用于陳列柜或冷凍柜中的線性照明桿。本發(fā)明進一步關(guān)于一種利用一個或一個以上此類燈具的面板燈具及發(fā)光標(biāo)志牌。
背景技術(shù)：
在所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知白色發(fā)光LED ( “白色LED”)，且其為相對較新的創(chuàng)新。直到已發(fā)展在電磁波譜的藍色/紫外線(U. V.)部分中發(fā)射的高亮度LED，發(fā)展基于LED的白色光源才變得實際。如(舉例來說)在US 5，998，925中所教示的，白色LED包含一個或一個以上磷光體材料，即光致發(fā)光材料，所述材料吸收由所述LED發(fā)射的輻射的一部分，且再發(fā)射不同色彩(波長)的輻射。通常，所述LED芯片產(chǎn)生藍光且所述磷光體材料吸收一部分藍光且再發(fā)射黃光或綠光與紅光、綠光與黃光或黃光與紅光的組合。由所述LED產(chǎn)生的未由所述磷光體材料吸收的藍光的部分與由所述磷光體材料發(fā)射的光組合提供對人眼呈現(xiàn)為幾乎白色的光。由于高亮度白色LED的較長的預(yù)期操作壽命(> 50，000小時)及較低的電力消耗，高亮度白色LED越來越多的用于替代常規(guī)光源，例如熒光燈、緊湊型熒光燈及白熾燈。 如今，利用白色LED的大多數(shù)照明器材的設(shè)計包括其中白色LED (更通常為白色LED陣列) 替代常規(guī)光源組件的系統(tǒng)。此外，與常規(guī)光源相比較，由于白色LED的緊湊尺寸，白色LED 提供構(gòu)建緊湊型照明器材的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明努力提供基于固態(tài)發(fā)光體(通常為LED)的緊湊型燈具，其可在照明平面上產(chǎn)生大體上均勻的光發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明，一種燈具包括經(jīng)配置為細長陣列的多個固態(tài)發(fā)光體；及第一大體上凹入的圓柱形光反射性表面，其沿著所述發(fā)光體陣列的長度而安置且經(jīng)配置以在定位在所述燈具的一側(cè)的第一照明平面上引導(dǎo)光。通常所述發(fā)光體經(jīng)配置為線性陣列，其中其沿著直線等距地隔開，然而其它包含二維細長陣列的細長陣列對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。為了易于制造，大體上凹入的光反射性表面可為多面的。或者，其可包括連續(xù)彎曲表面或鄰接表面的組合。所述光反射性表面可進一步經(jīng)配置以至少部分地防止光從燈具的發(fā)光體直接發(fā)射光。對于根據(jù)本發(fā)明的燈具，發(fā)光裝置可經(jīng)配置以使得其發(fā)射軸與照明平面以0°與 90°之間的角度定向，即，所述發(fā)光裝置可在其光發(fā)射軸大體上平行于所述照明平面到其光發(fā)射軸正交于所述照明平面的范圍內(nèi)定向。所述燈具可進一步包括第二大體上凹入的圓柱形光反射性表面，其中所述凹入光反射性表面經(jīng)配置以在定位在所述燈具的相應(yīng)側(cè)上的照明平面上引導(dǎo)光。在所述發(fā)光裝置經(jīng)配置以使得其發(fā)射軸大體上正交于所述照明平面的此類布置中，凹入的光反射性表面可鄰接以形成脊，所述脊經(jīng)配置以朝向所述發(fā)光體陣列延伸且上覆于所述發(fā)光體陣列。通常在此布置中，光反射性表面經(jīng)配置以在定位在陣列的發(fā)光體的相同側(cè)上的照明平面上引導(dǎo)光。在進一步布置中，每一凹入的光反射性表面包括凸起部分，且兩個凸起部分鄰接以形成通道，所述通道經(jīng)定位成上覆于所述發(fā)光體陣列。通常在此布置中，光反射性表面經(jīng)配置以在定位在所述發(fā)光體陣列的相對側(cè)上的照明平面上引導(dǎo)光。為確保在每一照明平面上大體上相同的照明，凹入及/或凸起的光反射性表面優(yōu)選為相同的且對稱地布置于所述發(fā)光體陣列的任一側(cè)上。在發(fā)光裝置經(jīng)配置以使得其發(fā)射軸大體上平行于照明平面的布置中，所述燈具可包括相應(yīng)的發(fā)光裝置陣列，所述發(fā)光裝置經(jīng)配置以在相對方向上發(fā)射光。通常在此布置中， 光反射性表面經(jīng)配置以在與所述發(fā)光體陣列相同側(cè)上的照明平面上引導(dǎo)大部分光。為減小沿著所述燈具的長度的黑暗區(qū)域，光反射性表面可進一步包括經(jīng)配置以朝向發(fā)光體陣列的相對側(cè)上的照明平面引導(dǎo)光的一部分。優(yōu)選地，凹入的光反射性表面經(jīng)配置以使得在照明平面上的光發(fā)射強度的變化小于20%，且優(yōu)選小于10%。在一種布置中，燈具包括細長通道形狀的主體，發(fā)光體定位于所述細長通道形狀的主體中且沿著主體的長度而隔開。凹入的光反射性表面可包括所述主體的整體部分，例如(舉例來說)主體的基底及/或壁部分的內(nèi)表面。或者，凹入的光反射性表面可在主體的基底與壁部分之間延伸。所述主體優(yōu)選包括導(dǎo)熱材料，例如鋁，且發(fā)光體安裝成與主體熱連通，以幫助消散由發(fā)光體產(chǎn)生的熱。所述燈具可進一步包括定位在主體內(nèi)的大體上凸起的光反射性圓柱形表面，其沿著第二壁部分延伸且經(jīng)配置以使得在操作中凸起的光反射性表面與凹入的光反射性表面一起在所述照明平面上發(fā)射光。為最大化燈具的發(fā)光效率，光反射性表面盡可能具有光反射性，且具有至少為 90%,優(yōu)選為至少95%，且更優(yōu)選為至少98%的光反射系數(shù)。反射性表面可包括拋光表面， (舉例來說)鋁、銀或鉻的金屬化層，或白色表面，例如涂漆表面或高反射率紙。雖然本發(fā)明為關(guān)于陳列柜或冷凍柜的照明桿而引出，其中所述燈具的縱橫比至少為4 1(照明寬度燈具離照明平面的距離)，但是本發(fā)明的燈具適合用于需要在定位為緊密接近于燈具的照明平面上提供均勻照明的其它應(yīng)用中，例如(舉例來說)作為發(fā)光面板燈具的一部分或其它平坦表面(例如招牌)的照明。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，面板燈具包括并入根據(jù)本發(fā)明的至少一個燈具的包封體。燈具可經(jīng)配置以朝向所述包封體的基底發(fā)射光?；蛘邿艟呖山?jīng)配置以朝向所述包封體的開口發(fā)射光。面板燈具可進一步包括在包封體的基底上用于使光反射出包封體的開口的光反射性表面，所述光反射性表面構(gòu)成面板燈具的光發(fā)射平面。有利地，在包封體的基底上的光反射性表面進一步包括光散射表面，例如(舉例來說)白色表面，例如用于隨機化光從表面反射的角度且最佳化來自面板燈具的發(fā)射均勻度。優(yōu)選地，包封體采用四邊形的形式， 正方形或矩形，且相應(yīng)燈具沿著包封體的相對壁而定位。另外，面板燈具可包括定位在壁之間的一個或一個以上燈具，所述一個或一個以上燈具在定位在燈具的相對側(cè)上的照明平面上發(fā)射光。在一種布置中，光反射性表面包括凸起的圓柱形表面，其在包封體的壁之間延伸，燈具(照明桿)沿著所述包封體的壁延伸。在進一步布置中，光反射性表面包括大體上平坦表面，其在燈具定位所在的包封體的壁之間延伸。有利地，面板燈具進一步包括提供于所述包封體的開口處的至少一個磷光體材料，其可操作以吸收由發(fā)光體發(fā)射的光的至少一部分并且發(fā)射不同波長范圍的光。物理上遠離LED而提供磷光體材料(而非將其并入于發(fā)光體內(nèi))的優(yōu)點為在較大表面區(qū)域上發(fā)生光產(chǎn)生、光致發(fā)光，且此可導(dǎo)致所發(fā)射的光的較均勻的色彩及/或CCT (相關(guān)色溫)。將磷光體材料定位成遠離LED的進一步優(yōu)點為較少的熱傳遞到磷光體材料，從而減少磷光體材料的熱降解。在一種布置中，所述至少一個磷光體材料為并入于上覆于包封體的開口的透光窗中。所述透光窗可包括聚合物材料，例如(舉例來說)聚碳酸酯、丙烯酸、硅酮、環(huán)氧樹脂材料或低溫玻璃。在所述窗包括聚合物材料的情況下，粉末狀磷光體材料可與聚合物材料混合，且接著磷光體/聚合物混合物形成為在其整個體積中具有均勻(均質(zhì))磷光體材料分布的具均勻厚度的薄片。磷光體對聚合物的負載重量比通常在35%到85%的范圍內(nèi)，其中確切的負載取決于面板燈具的發(fā)射產(chǎn)物的所需色彩及/或CCT。如在所述磷光體材料對聚合物的重量負載的情況中，磷光體負載的窗的厚度將決定由燈具所產(chǎn)生的光的色彩及/或 CCT0將磷光體材料提供為窗的一部分的優(yōu)點使得面板燈具的色彩及/或CCT能夠通過改變磷光體/聚合物窗而改變。在替代布置中，所述至少一個磷光體材料為設(shè)置為透光窗的表面的至少一部分上的一個或一個以上層。便利的是，磷光體材料絲網(wǎng)印刷到透光窗上以形成具均勻厚度的層。 透光窗可包括聚合物材料，例如(舉例來說)聚碳酸酯、丙烯酸、硅酮、環(huán)氧樹脂材料或低溫玻璃。由于磷光體光致發(fā)光的各向同性的性質(zhì)，由磷光體材料產(chǎn)生的約一半的光將在回返到包封體的體積內(nèi)的方向上發(fā)射。此光將由包封體的基底上的光反射性表面反射，且最終從面板燈具發(fā)射出。為增加來自面板燈具的整體光發(fā)射，磷光體材料可圖案化于窗上，以便包含不具磷光體材料的區(qū)域的圖案，此類區(qū)域可透射由發(fā)光體產(chǎn)生的光及由磷光體產(chǎn)生的光。這些區(qū)域使得由發(fā)光體發(fā)射的光及由磷光體材料發(fā)射的光兩者能夠更容易地從面板燈具發(fā)射。磷光體材料可(舉例來說)提供為方格圖案，提供為通過正方形柵格形式的窗而彼此分離的正方形磷光體區(qū)域的正方形陣列，或提供為覆蓋透光窗的整個表面的層且所述層包含圓形或其它形狀窗的規(guī)則陣列(例如正方形或六邊形陣列)。其它磷光體/窗圖案對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。設(shè)想本發(fā)明的面板燈具將用于一般照明應(yīng)用中，其中所發(fā)射的發(fā)射光將包括由發(fā)光體及所述至少一個磷光體材料所發(fā)射的光的組合，且將呈現(xiàn)白色。通常發(fā)光體發(fā)射具有在430nm到480nm(藍色)的范圍內(nèi)的主波長的光，且所述至少一個磷光體材料發(fā)射具有在555nm到585nm(黃色)的范圍內(nèi)的主波長的光。為改進所發(fā)射的光的CRI (顯色指數(shù))，燈具優(yōu)選包括兩個或兩個以上磷光體材料，其可操作以發(fā)射具有在光譜的不同部分(通常為綠色G90nm到550nm)及紅色(600nm到780nm)區(qū)域)內(nèi)的主波長的光。或者，發(fā)光體可包括藍色發(fā)光LED及紅色發(fā)光LED的組合?；蛘?，發(fā)光體可包括白色LED，其可操作以發(fā)射呈現(xiàn)白色的光。所述透光窗可為平坦形式?；蛘撸O(shè)想透光窗為弓形的形式。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，發(fā)光標(biāo)志牌包括顯示表面及根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)配置以照亮顯示表面的至少一個燈具及/或面板燈具。盡管顯示表面可包括光反射性表面，但是其通常將為透光的。在優(yōu)選實施方案中，所述標(biāo)志牌進一步包括定位在顯示表面上的至少一個磷光體材料，其可操作以吸收由發(fā)光體發(fā)射的光的至少一部分并且發(fā)射不同波長范圍的光。在一種配置中，所述顯示表面為透光的，且所述至少一個磷光體材料提供為所述顯示表面上的一個或一個以上層。磷光體材料可經(jīng)配置以表示顯示信息，例如數(shù)字、字母、裝置標(biāo)志、標(biāo)記、符號等等。


為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)將參考附圖僅通過實例而描述根據(jù)本發(fā)明實施例的基于 LED的燈具及基于燈具的發(fā)光標(biāo)志牌，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于LED的燈具的透視示意圖；圖2是圖1的燈具的截面示意圖；圖3是展示圖1的燈具的放置的實例的冷凍陳列柜的部分的截面平面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的基于LED的燈具穿過A-A的截面圖；圖5是圖4的燈具的分解透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的基于LED的燈具的截面示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明又一進一步實施例的基于LED的燈具的截面示意圖；圖8是并入圖1的燈具的發(fā)光面板燈具的截面示意圖；圖9是并入圖1的燈具的發(fā)光面板燈具的截面示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的基于LED的燈具的截面示意圖；圖11是并入圖6及10的燈具的發(fā)光面板燈具的截面示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的基于LED的燈具的截面圖；圖13是圖12的燈具的分解透視圖；及圖14是根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的基于LED的燈具的截面示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例針對于在定位在燈具的一側(cè)的至少一個照明平面上產(chǎn)生大體上均勻的照明的呈細長發(fā)光桿(照明桿)的形式的基于固態(tài)發(fā)光體(通常為LED)的燈具。本發(fā)明的燈具包括經(jīng)配置為細長陣列的多個固態(tài)發(fā)光體；及沿著所述發(fā)光裝置陣列的長度而安置的光反射性表面(例如，凹入的大體上圓柱形光反射性表面)。所述光反射性表面經(jīng)配置以在定位在所述燈具的一側(cè)的照明平面上引導(dǎo)光。另外，所述光反射性表面可經(jīng)配置以至少部分防止光從發(fā)光體直接發(fā)射。發(fā)光裝置可經(jīng)配置以使得其發(fā)射軸與所述照明平面以0°與90°之間的角度定向，即，發(fā)光裝置可在其光發(fā)射軸大體上平行于照明平面與其光發(fā)射軸正交于所述照明平面之間的范圍內(nèi)定向。通常燈具的縱橫比至少為4 1(照明寬度燈具離照明平面的距離)，更通常至少為5 1，使得所述燈具理想上適用于照明空間受限制的應(yīng)用中，例如通常用于冷凍貨物的零售中的冷凍陳列柜內(nèi)的照明。本發(fā)明的燈具也適合作為低輪廓面板燈具的一部分。
在此說明書中相同的參考數(shù)字用于指示相同的部件?，F(xiàn)在參考圖1及2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的基于LED的燈具10，其中圖1為燈具 10的示意性透視圖，且圖2為燈具的示意性截面圖。燈具10呈細長照明桿的形式，且經(jīng)配置以產(chǎn)生具有約等于3000K的相關(guān)色溫(CCT)及約400流明(Im)的發(fā)光強度的白光。燈具10意在沿著(舉例來說)具有透光門的類型的前開式零售陳列柜或冷凍柜的壁或架子而使用，以使得能夠觀看里面的東西。燈具10包括細長形狀主體12，其優(yōu)選由導(dǎo)熱材料制成，例如擠壓的鋁通道。在所示的實例中，主體12包括具有平行壁12a、12b及基底12c的大體上U形截面的通道。如所示，壁12a的深度為另一壁12b的約兩倍。如圖2中所說明，燈具10進一步包括多個(在此實例中為十個)1W(約等于401m發(fā)光強度)的白色發(fā)光基于GaN(氮化鎵)的白色LED 14，白色LED 14接近于基底12c沿著壁12b的內(nèi)表面而定位。為易于制造及電連接，LED 14 通常安裝到襯底(例如金屬核心印刷電路板(MCPCB))(未圖示)上，所述襯底接著安裝到壁12b的內(nèi)表面。所述襯底優(yōu)選安裝成與主體熱連通，以通過將LED產(chǎn)生的熱傳遞到主體 12的相對較大的熱質(zhì)量而幫助消散此熱。在所示實例中，LED 14經(jīng)配置為單一線性陣列， 其中LED 14沿著主體12的長度等距隔開，且經(jīng)定向使得其發(fā)射軸16正交于壁12b。將了解，所述LED可布置成其它細長陣列。凹入的圓柱形光反射性表面(凹入的圓柱形鏡)18提供于主體12內(nèi)，且包括在壁 1 的末端與基底12c之間延伸的大體上弓形表面。所述凹入的光反射性表面18可為多面的，且包括一系列的鄰接平坦表面或一個或一個以上光滑(連續(xù)彎曲)表面或其組合。在圖1及2中，所有的光反射性表面由粗實線指示。凸起的圓柱形光反射性表面(凸起的圓柱形鏡)20提供于壁12b上，且包括從壁 12b的大體上接近于LED處延伸到壁12b的末端的大體上弓形表面。如所示，光反射性表面可包括一系列鄰接平坦表面20a、20b。在替代的布置中，其可包括一個或一個以上連續(xù)彎曲表面。為最大化來自燈具的光發(fā)射，主體12的所有內(nèi)表面優(yōu)選經(jīng)鏡面化(光反射性)22、 24。每一光反射性(經(jīng)鏡面化)表面18、20、22、M可包括(舉例來說)鋁、銀或鉻的金屬化層，或白色涂漆表面。所述光反射性表面的反射系數(shù)盡可能高，且優(yōu)選大于90%，通常大于95 %且更優(yōu)選大于99 %。在圖2中，線沈指示光從燈具10發(fā)射所經(jīng)過的光路徑的實例。為易于理解，在圖 2中僅指示位于與壁1 及基底12c相互正交的平面中的光路徑，然而應(yīng)了解，由于LED14 的放射狀發(fā)射圖案而存在其它路徑。如圖2中所指示，光反射性表面18、20經(jīng)配置以使得其一起引導(dǎo)光，使得光從燈具大體上均勻地發(fā)射于與壁12a、12b平行的照明平面觀上(即， LED的發(fā)射軸16正交于照明平面28)。另外，光反射性表面18及20 —起防止光從LED直接發(fā)射。初始測試指示通過小心地配置發(fā)光表面18、20，跨越光照明平面觀的發(fā)光強度的變化通常小于士 10%，且應(yīng)可達到小于士8%。此外，總產(chǎn)生光的至少90%從燈具10發(fā)射。因為燈具10在沿著燈具的一個邊緣(側(cè)面)定位的照明平面觀上發(fā)射光，所以稱所述燈具為邊緣(側(cè)面)發(fā)射燈具或邊緣照明桿。參考圖3，其展示并入本發(fā)明的邊緣照明桿10的冷凍柜的一部分的截面平面圖。 如所示，照明桿經(jīng)配置以使得所述照明桿的基底12c接近于壁30，使得燈具在照明平面觀處跨越柜的寬度‘V”產(chǎn)生均勻照明。冷凍/凍結(jié)產(chǎn)品定位于照明平面觀處或定位于照明平面觀外距柜前端至少“d”距離處。為使所述柜中可儲存且照亮的產(chǎn)品的數(shù)目最大化，距離“d”需盡可能短，且優(yōu)選小于6"(英寸)與8"之間。因此對于寬度W = 30〃的柜，燈具具有在5 1與4 1之間的縱橫比。如所示，冷凍柜具有門32，門32具有雙窗格窗口 34，以使得這些產(chǎn)品能夠在不必打開冷凍柜的情況下就能觀看。圖4及5分別展示根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的基于LED的燈具(邊緣照明桿)10 的截面圖及分解透視圖。在此實施例中，LED 14的陣列經(jīng)配置以使得每一 LED的發(fā)射軸16 與照明平面觀平行。參考圖4，主體12包括形式上為淺的大體上U形的擠壓鋁截面，其中壁1 及12b由基底12c連接。主體12額外地包括較深U形通道，其由從基底12c延伸且由基底部分1 連接到壁12a的壁12d界定。如將進一步描述，較深通道用于將LED 14及反射體18安裝于主體12中。LED 14可安裝于MCPCB 38的帶上，MCPCB 38的帶抵靠壁12a 的內(nèi)表面而安裝且固持于基底部分12e中的狹槽40與側(cè)12a的頂部處的唇緣42之間的位置中。如圖5中最佳所見，可通過將所述MCPCB 38滑入所述主體的開口末端內(nèi)而將MCPCB 38插入主體中。包括淺的大體上凹入表面的光反射性表面18 (如由圖4中的粗線所指示)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有利地具有表面金屬化以最大化其反射率。或者所述光反射性表面可包括例如鋁、鋁合金或鎂合金等材料。如所示，光反射性表面18可包含栓釘42，栓釘42經(jīng)配置以接合到MCPCB 38 中的對應(yīng)通孔44中以將所述光反射性表面安裝到所述主體中。在將MCPCB38插入到所述主體中之后，光反射性表面18可插入到所述主體中，使得栓釘42接合到所述MCPCB中的通孔44中，且通過夾在壁12b主體中的唇緣48之下的彈性可變形凸出物46而固持于適當(dāng)位置。燈具10可進一步包括末端蓋50及透光罩52，以減少水分進入燈具且使得燈具能夠更容易清潔。圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的基于LED的燈具(邊緣照明桿)10的截面示意圖。 在此實施例中，主體12的內(nèi)表面構(gòu)成凹入光反射性表面18。如圖6中可見，凹入光反射性表面18包括連續(xù)彎曲的圓柱形表面。如所示，凸起光反射性表面20可包括與主體12分離的組件或可形成為所述主體的整體部分。圖7為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的基于LED的燈具(邊緣照明桿)10的截面示意圖。如同圖6的實施例，主體12的內(nèi)表面構(gòu)成凹入光反射性表面18。如圖7中可見，每一 LED14包括LED芯片的封裝陣列，且凹入光反射性表面包括多面的圓柱形表面。將了解，光反射性表面或者可包括連續(xù)彎曲的圓柱形表面或連續(xù)彎曲表面及一個或一個以上平坦表面的組合。通過小心地配置凹入光反射性表面18的幾何形狀，不再需要凸起光反射性表面 20。雖然本發(fā)明為關(guān)于陳列柜或冷凍柜的邊緣照明桿而引出，但是本發(fā)明的燈具適合用于其它應(yīng)用中，例如(舉例來說)作為發(fā)光面板燈具的一部分或其它平坦表面(例如招牌)的照明。圖8為基于本發(fā)明的邊緣照明桿10的發(fā)光面板燈具M的截面示意圖。面板燈具M經(jīng)配置以產(chǎn)生具有約等于3000K的相關(guān)色溫(CCT)、約800流明(Im)的發(fā)光強度及約120°的發(fā)射角度的白光。面板燈具M包括包封體(外殼)56，包封體(外殼)56在所示實例中呈具有長度為50cm及深度為約2cm的側(cè)面的淺正方形托盤的形式。面板燈具M意在表面安裝到天花板、壁或其它大體上平坦表面上。同樣設(shè)想將面板燈具M并入到通常用于辦公室及商用樓中的類型的懸掛(垂吊)天花板內(nèi)，其中支撐部件(T桿)的柵格通過纜線而從天花板懸掛， 且天花板由支撐部件柵格支撐。通常，懸掛的天花板瓦片為正方形(60cmX60cm)或者矩形 (120cmX60cm)的形狀，且包封體56可容易地經(jīng)配置以裝配在此類尺寸的開口中。包封體 56可由例如鋁的片狀材料制成；由(舉例來說)塑料材料壓鑄或模制而成。如圖8中所說明，面板燈具M可經(jīng)配置為天花板可安裝的器材，其中包封體56的基底58安裝到天花板，且光在向下方向上穿過包封體56的開口而發(fā)射，所述開口構(gòu)成光發(fā)射平面60。除非另有指示，將參考圖8中所示的定向而描述組件的相對定位，使得所述包封體的基底58在頁面的頂部，且光發(fā)射平面(包封體的開口)60在底部。面板燈具M進一步包括沿著包封體56的相對側(cè)壁62而安裝的相應(yīng)LED燈具(邊緣照明桿)10。在圖8中所示的實例中，照明桿10包括圖1及2中所示的照明桿。將每一邊緣照明桿10安裝成使得所述照明桿的基底12c與壁62接觸，且較短壁12b與包封體58 的基底58接觸，使得每一照明桿在朝向所述包封體的基底58的方向上發(fā)射光。照明桿10 優(yōu)選安裝成與所述包封體熱連通，以幫助消散由所述照明桿產(chǎn)生的熱。平坦光反射性/散射表面64提供于包封體的基底58上，且大體上覆蓋所述包封體的基體的表面區(qū)域。光反射性/散射表面64包括白色表面，(舉例來說)包含光反射性粒子的涂漆表面或高反射率紙。表面64均勻地在所有方向上散射入射光。通過隨機化光從所述表面反射的角度，此可幫助產(chǎn)生來自面板燈具M的均勻成角度的光發(fā)射。為最大化來自所述燈具的光發(fā)射，包封體的所有內(nèi)表面(尤其為末端壁)包括光反射性及/或光散射表面(未圖示)。為易于理解，在圖8中僅指示由右手邊的照明桿發(fā)射的光的光路徑沈。此外，僅指示位于與側(cè)壁62及基底58相互正交的平面內(nèi)的光路徑，然而將了解，由于LED 14的成角度發(fā)射圖案，存在將照射于包封體的光反射性散射表面及末端壁上的其它路徑。與并入一個或一個以上熒光管的常規(guī)面板燈具相比較，本發(fā)明的面板燈具M的特定優(yōu)點為其可在光發(fā)射平面60上產(chǎn)生大體上均勻(即，強度的變化小于士 10%)的光發(fā)射強度。將了解，盡管光將以一系列的角度撞擊光反射性/散射表面64，本發(fā)明的邊緣照明桿10確保在光反射性/散射表面64上的光強度大體上均勻。為確保來自面板燈具M 的成角度光發(fā)射在光發(fā)射平面60上大體上均勻，所述光反射性/散射表面隨機化朝向所述發(fā)射平面的光反射的角度。另外，本發(fā)明的面板燈具M具有小于常規(guī)面板燈具的整體厚度 (高度)“h”。在目前為止所描述的實施例中，LED 14為白色發(fā)光裝置“白色LED”且并入一個或一個以上磷光體材料。在進一步實施例中，設(shè)想提供一個或一個以上磷光體材料使其上覆于及/或定位于光發(fā)射平面60處，使得其物理上遠離用于激發(fā)所述磷光體的固態(tài)發(fā)射體(LED)?，F(xiàn)在參考圖9描述根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的面板燈具，圖9展示此面板燈具M 的示意性截面圖。在此實施例中，LED 14包括藍色G50nm到480nm)發(fā)光1. IW的基于GaN 的LED，且透光窗(罩)66提供于發(fā)射平面上且其包含一層或一層以上的一種或一種以上磷光體(光致發(fā)光)材料68，以用于產(chǎn)生所發(fā)射光(通常為白色)的所需色彩及/或CCT。 如已知，所述一種或一種以上磷光體材料吸收由LED發(fā)射的一部分藍光，且發(fā)射黃光、綠光及/或紅光。未由所述磷光體材料吸收的藍光與由所述磷光體材料發(fā)射的光組合可提供呈現(xiàn)白色的發(fā)射產(chǎn)物。磷光體材料68 (其通常為粉末形式)可與粘合劑材料(例如NAZDAR 的透明絲網(wǎng)印刷油墨9700)混合，且所述混合物絲網(wǎng)印刷到所述窗的表面上，以形成具均勻厚度“t”的層。將了解，可通過其它沉積方法(例如噴涂、噴墨印刷)或通過將粉末狀磷光體與透光粘合劑材料(例如環(huán)氧樹脂或硅酮)混合且通過刮刀涂敷、旋涂等涂覆所述磷光體/聚合物混合物而涂覆所述磷光體。為保護磷光體材料68，窗66優(yōu)選安裝成使得磷光體層68定位在所述包封體的內(nèi)側(cè)上。通常，在所沉積材料中磷光體材料對透光粘合劑的重量負載在10%與30%之間，然而其可取決于所要的發(fā)射產(chǎn)物而在與99%之間的范圍內(nèi)。為在每單位面積內(nèi)沉積足夠密度的磷光體材料，(舉例來說)0. 02g/cm2到0. 04g/cm2, 可能需要進行多遍印刷，遍數(shù)取決于印花篩網(wǎng)的篩孔尺寸。磷光體材料可包括無機或有機磷光體，例如(舉例來說)一般組合物A3Si (0， 0)5或~51(0，0)4的基于硅酸鹽的磷光體，其中Si為硅，0為氧，A包括鍶(Sr)、鋇(Ba)、 鎂(Mg)或鈣(Ca)，且D包括氯(Cl)、氟(F)、氮(N)或硫(S)?；诠杷猁}的磷光體的實例揭示于我們的同在申請中的第US 2007/0029526A1號美國專利申請公開案“基于硅酸鹽的橙色磷光體(Silicate-based orange phosphors) ” 及第 US 7，311，858B2 號美國專利“基于硅酸鹽的黃綠色磷光體(Silicate-based yellow-green phosphor) ”、第US 7，575，697B2 號“基于硅酸鹽的綠色磷光體(Silicate-based green phosphors) ” 及第 US 7，601，276B2 號“兩相基于硅酸鹽的黃色磷光體(Two-phase silicate-based yellow phosphor)”(均轉(zhuǎn)讓給因特美antematix)公司)，其每一者的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。所述磷光體還可包括基于鋁酸鹽的材料(例如在我們的同在申請中的第 US 2006/0158090A1號美國專利申請公開案“新穎的基于鋁酸鹽的綠色磷光體(Novel aluminate-based green phosphor) ” 及第 US 7，390，437B2 號美國專利“基于鋁酸鹽的藍色磷光體(Aluminate-based blue phosphor) ”中所教示)、基于鋁硅酸鹽的磷光體(如在同在申請中的第US 2008/0111472A1號專利申請公開案“具有混合的二價及三價陽離子的基于招娃酸鹽的橘紅色磷光體(Aluminum-silicate based orange-red phosphor with mixed divalent and trivalent cations) ”中所教示)，或基于氮化物的紅色磷光體材料 (例如在我們的同在申請中的第US2009/(^83721A1號專利申請公開案“基于氮化物的紅色磷光體(Nitride-based red phosphors)，，及在 2009 年 12 月 7 日申請的美國第 12/632，550 號中所教示)，其每一者的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。將了解，所述磷光體材料并非限制于本文描述的實例，且其可包括任何磷光體材料，包含氮化物及/或硫酸鹽磷光體材料、氧氮化物及氧硫酸鹽磷光體或石榴石材料(YAG)。將磷光體提供為遠離所述LED的優(yōu)點為在窗66的整個表面(光發(fā)射平面60)上發(fā)生光產(chǎn)生、光致發(fā)光70，且此可導(dǎo)致所發(fā)射的光的較均勻的色彩及/或CCT。由于磷光體光致發(fā)光的各向同性的性質(zhì)，由所述磷光體產(chǎn)生的約一半的光70將在返回到燈具包封體的體積72內(nèi)的方向上發(fā)射。此光將由光反射性/散射表面64反射，且最終經(jīng)由光發(fā)射平面60而發(fā)射。將進一步了解，光將由所述磷光體材料68散射。將所述磷光體定位為物理上遠離所述LED的進一步優(yōu)點為較少的熱被傳遞到所述磷光體材料，從而減少所述磷光體材料的熱降解。另外，面板燈具M的色彩及/或CCT 可通過改變磷光體/聚合物窗66而改變。在又進一步布置中，磷光體材料68可并入到窗66中。在此布置中，粉末狀磷光體材料可與聚合物材料((舉例來說)聚碳酸酯、丙烯酸、硅酮、環(huán)氧樹脂材料)或低溫玻璃混合，且所述混合物接著通過(舉例來說)擠壓而形成為具均勻厚度的薄片，所述薄片在其整個體積中具有均勻(同質(zhì))的磷光體分布。磷光體對窗材料的負載重量比通常在35%到 85%的范圍內(nèi)，其中確切的負載取決于燈具的發(fā)射產(chǎn)物的所需CCT。如在磷光體對聚合物的重量負載的情況中，磷光體負載窗66的厚度將決定由所述燈具產(chǎn)生的光的CCT。此外，如在同在申請中的第U. S. 2009/0101930A1號美國專利申請公開案“具有磷光體波長轉(zhuǎn)換的發(fā)光裝置(Light emitting device with phosphor wavelength conversion)”(其全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中)中所揭示，所述磷光體材料可經(jīng)圖案化以便包含窗(即，不具磷光體材料的區(qū)域)的圖案，所述窗可透射由LED產(chǎn)生的光及由所述磷光體產(chǎn)生的光。此布置可增加來自燈具M的整體光發(fā)射。(舉例來說)所述磷光體材料可提供為兩個不同磷光體材料(例如綠色及紅色發(fā)光磷光體)的方格圖案。在其它布置中，所述磷光體材料可提供為通過正方形柵格形式的窗而彼此分離的正方形磷光體區(qū)域的正方形陣列。在另一布置中，設(shè)想將所述磷光體材料提供為覆蓋透光窗66的整個表面的層，且所述層包含圓形或其它形狀的窗的規(guī)則陣列(例如，正方形或六邊形陣列)。其它磷光體圖案對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。為增加所述燈具的CRI (顯色指數(shù))，設(shè)想進一步包含一個或一個以上紅色(600nm 到700nm)發(fā)光二極管。圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的基于LED的燈具74的截面示意圖。燈具74經(jīng)配置以在沿著所述照明桿的相對邊緣而定位的相應(yīng)照明平面^a、28b上發(fā)射光。因為所述燈具在沿著所述燈具的兩個邊緣而定位的平面上產(chǎn)生均勻照明，所以稱所述燈具為中央燈具或中央照明桿74。在此實施例中，光反射性表面包括兩個對稱凹入圓柱形表面18a、18b， 其邊緣沿著其長度而鄰接以形成脊76，脊76沿著所述照明桿的長度延伸。LED 14沿著所述照明桿的長度而定位，其中其主要發(fā)射軸16正交于脊76。如圖10中可見，光反射性表面18a、18b經(jīng)配置以使得在所述主要軸16的第一側(cè)上所發(fā)射的光發(fā)射于定位在所述照明桿的相同側(cè)上的照明平面上。(舉例來說)光反射性表面18a經(jīng)配置以在照明平面28a上引導(dǎo)光，而光反射性表面18b經(jīng)配置以在照明平面28b上引導(dǎo)光。本發(fā)明的中央照明桿74的特定益處為其與邊緣照明桿10組合可實現(xiàn)例如較大形式的廣告牌及廣告招牌所需要的實際上任意尺寸的低輪廓面板燈具的構(gòu)造。圖11為基于邊緣照明桿10及中央照明桿74的發(fā)光面板燈具M的截面示意圖。圖12及13分別展示根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的中央照明桿74的截面圖及分解透視圖。在此實施例中，中央照明桿74大體上包括圖4及5中所示的兩個邊緣照明桿10， 其中主體12包括具有共同中央壁12a的兩個U形通道。為消除在照明平面28處對應(yīng)于中央壁12a的黑暗區(qū)域，如所示，每一光反射性表面18a、18b可包含相應(yīng)部分78a、78b，部分 78a、78b經(jīng)配置以沿著所述照明桿的相對邊緣而在照明平面^b、28a上引導(dǎo)光，即光反射性部分78a經(jīng)配置以在所述照明平面28b上引導(dǎo)來自LED 18a的光，且反之亦然。如圖13 中所示，照明桿74可具模塊化構(gòu)造，且由標(biāo)準長度的LED桿/反射體組合件14、18組成。 (舉例來說)如所示，一 5英尺的中央照明桿74可由十個1英尺的LED桿/反射體組合件組成。圖14為根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的照明桿74的截面示意圖。在此實施例中，對稱光反射性表面18a、18b是多面的，且大體上為凹入的形式。每一表面18a、18b進一步包括凸起部分80a、80b，凸起部分80a、80b定位于兩個表面鄰接之處，使得所述表面的接面界定大體上“V”形凹槽82，凹槽82沿著照明桿的長度延伸。LED 14沿著所述照明桿的長度而定位，其中其主要發(fā)射軸16正交于凹槽82。如圖14中可見，光反射性表面18a、18b、80a、 80b經(jīng)配置以使得在主要軸16的第一側(cè)上所發(fā)射的光發(fā)射于所述照明桿的相對側(cè)上的照明平面上。(舉例來說)光反射性表面18a、80a經(jīng)配置以在照明平面28b上引導(dǎo)光，而光反射性表面18b、80b經(jīng)配置以在照明平面28a上引導(dǎo)光。將了解，每當(dāng)需要產(chǎn)生具有較高縱橫比(即w d，在照明平面處的照明寬度光源離照明平面的距離)的均勻照明時，根據(jù)本發(fā)明的基于LED的燈具便可適用。(舉例來說)設(shè)想使用面板燈具M作為發(fā)光標(biāo)志牌的背光(燈箱)，其中顯示表面提供于光發(fā)射平面60處。所述顯示表面可包括印刷表面或字母、數(shù)字、裝置或成透光彩色濾光器形式的其匕fn息ο在其它布置中，背光M可產(chǎn)生藍光，且顯示表面進一步包括一個或一個以上磷光體材料，所述一個或一個以上磷光體材料提供為圖案以產(chǎn)生所需的發(fā)光標(biāo)記或符號。此類標(biāo)志牌的實例包含發(fā)光出口標(biāo)志牌、人行橫道“走”及“?！睒?biāo)志牌、交通標(biāo)志牌、廣告招牌 (廣告牌)等等。背光發(fā)光標(biāo)志牌的實例揭示于我們的同在申請中的第US2007/0M0346A1 號的美國專利申請公開案“發(fā)光標(biāo)志牌及其顯示表面(Light emitting sign and display surface therefor) ”中，其全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。在又進一步實施例中，根據(jù)本發(fā)明的一個或一個以上照明(邊緣或中央)桿可用于前端照亮顯示表面，例如(舉例來說)房地產(chǎn)標(biāo)志牌。本發(fā)明的燈具及發(fā)光標(biāo)志牌并非限制于所描述的特定實施例，且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可作出變動。例如，根據(jù)本發(fā)明的燈具可包括其它固態(tài)發(fā)光體，(舉例來說)發(fā)射藍光或 U. V.光的基于碳化硅(SiC)、硒化鋅( )、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁(AlN)或氮化鋁鎵 (AlGaN)的 LED 芯片。
權(quán)利要求
1.一種燈具，其包括經(jīng)配置為細長陣列的多個固態(tài)發(fā)光體及第一大體上凹入的圓柱形光反射性表面，其沿著所述發(fā)光裝置陣列的長度而安置且經(jīng)配置以在定位在所述燈具的一側(cè)的照明平面上引導(dǎo)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，且其進一步包括第二大體上凹入的圓柱形光反射性表面，其中所述凹入的光反射性表面經(jīng)配置以在定位在所述燈具的相應(yīng)側(cè)上的照明平面上引導(dǎo)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燈具，其中所述固態(tài)發(fā)光體經(jīng)配置以使得其發(fā)射軸與所述照明平面成0°與90°之間的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈具，其中所述凹入的光反射性表面鄰接以形成脊，所述脊經(jīng)配置以朝向所述發(fā)光體陣列延伸且上覆于所述發(fā)光體陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈具，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鄰接以形成通道，所述通道經(jīng)配置以上覆于所述發(fā)光體陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燈具，其中所述凹入的光反射性表面為多面的、 連續(xù)彎曲表面中的一者及其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燈具，其中所述凹入的光反射性表面經(jīng)配置以使得在所述照明平面上的光發(fā)射強度的變化小于10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，且其進一步包括細長通道形狀的主體，其中所述發(fā)光體定位在所述主體內(nèi)且沿著所述主體的長度而隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燈具，其中所述凹入的光反射性表面包括所述主體的整體表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燈具，其中所述凹入的光反射性表面包括所述主體的基底及/或壁部分的內(nèi)表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燈具，其中所述主體包括基底及壁部分，且所述凹入的光反射性表面在所述主體的所述基底部分與第一壁部分之間延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈具，且其進一步包括大體上凸起的光反射性圓柱形表面，所述光反射性圓柱形表面定位在所述主體內(nèi)且沿著第二壁部分延伸，且經(jīng)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導(dǎo)光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求12所述的燈具，其中所述光反射性表面具有選自由以下各項組成的群組的反射系數(shù)至少90%、至少95%及至少98%。
14.一種包括包封體且并入至少一個根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燈具的面板燈具。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板燈具，其中所述至少一個燈具定位在所述包封體中且經(jīng)配置以朝向所述包封體的開口發(fā)射光。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板燈具，其中所述至少一個燈具定位在所述包封體中且經(jīng)配置以朝向所述包封體的基底發(fā)射光。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的面板燈具，且其進一步包括在所述包封體的所述基底上的光反射性表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的面板燈具，其中在所述包封體的所述基底上的所述光反射性表面進一步包括光散射表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的面板燈具，其中所述包封體呈四邊形的形式，且相應(yīng)燈具鄰近于所述包封體的相對壁而定位，且其中所述光反射性散射表面包括凸起的圓柱形表面，所述凸起的圓柱形表面在所述燈具所處的所述包封體的所述壁之間延伸。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的面板燈具，其中所述包封體呈四邊形的形式，且燈具鄰近于所述包封體的相對壁而定位，且其中所述光反射性散射表面包括大體上平坦表面，所述大體上平坦表面在所述燈具所處的所述包封體的所述壁之間延伸。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板燈具，且其進一步包括至少一種磷光體材料，所述至少一種磷光體材料可操作以吸收由所述發(fā)光體發(fā)射的光的至少一部分且發(fā)射不同波長范圍的光，其中所述至少一種磷光體材料提供在所述包封體的開口處。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的面板燈具，且其進一步包括上覆于所述包封體的開口的透光窗，且其中所述至少一種磷光體材料并入于所述透光窗中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的面板燈具，其中所述至少一種磷光體材料在所述透光窗的整個體積中大體上均勻地分布。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的面板燈具，且其進一步包括上覆于所述包封體的開口的透光窗，且其中所述至少一種磷光體材料包括在所述透光窗的表面的至少一部分上的至少一個層。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或權(quán)利要求M所述的面板燈具，其中所述透光窗選自由以下各項組成的群組大體上平坦及弓形的形式。
26.一種發(fā)光標(biāo)志牌，其包括透光顯示表面及經(jīng)配置以照亮所述顯示表面的至少一個根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的燈具。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的標(biāo)志牌，且其進一步包括至少一種磷光體材料，所述至少一種磷光體材料可操作以吸收由所述發(fā)光體發(fā)射的光的至少一部分且發(fā)射不同波長范圍的光，其中所述至少一種磷光體材料定位在所述顯示表面上。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的標(biāo)志牌，其中所述顯示表面是透光的，且所述至少一種磷光體材料提供為所述顯示表面上的一個或一個以上層。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種LED燈具(照明桿)，其包括經(jīng)配置為細長(線性)陣列的多個固態(tài)發(fā)光體(LED)；及大體上凹入的圓柱形光反射性表面，其沿著所述LED陣列的長度安置。所述凹入的光反射性表面經(jīng)配置以在定位在所述燈具的一側(cè)的照明平面上引導(dǎo)光。所述LED可經(jīng)配置以使得其發(fā)射軸與所述照明平面以0°與90之間的角度定向。所述燈具可進一步包括第二大體上凹入的圓柱形光反射性表面，其中所述凹入的光反射性表面經(jīng)配置以在定位在所述燈具的相應(yīng)側(cè)上的照明平面上引導(dǎo)光。還揭示一種并入本發(fā)明的燈具的面板燈具及標(biāo)志牌。
文檔編號F21S8/00GK102498337SQ201080041264
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者楊海濤 申請人:英特曼帝克司公司