[发明专利]具有近场混合的光源

说明书

相关申请的交叉参考

本申请为于2007年6月14日提交的名称为“Encapsulant WithScatterer to Tailor Spatial Emission Pattern and Color Uniformity in LightEmitting Diodes”的美国专利申请序号第11/818,818号(美国专利申请公开第2008/0308825号)的部分继续申请，并且要求其优先权。

本申请要求于2008年5月29日提交的名称也为“Light Source WithNear Field Mixing”美国临时申请序号第61/130,411号的优选权。

技术领域

本发明涉及固态照明，具体地，涉及利用来自分散发射体的光的近场混合的固态照明。

背景技术

发光二极管(LED或者LEDs)为将电能转换为光的固态器件，并且通常包括夹置在相对掺杂层之间的一个或者多个半导体材料的活性层。当横穿掺杂层施加偏压时，空穴和电子被注入活性层，它们在活性层中复合以产生光。光从活性层并且从LED的全部表面发射出来。

为了在电路或者其他类似配置中使用LED芯片，将LED芯片装入封装中以提供环境和/或机械保护、颜色选择、光聚焦等是已知的。LED封装件还包括用于将LED封装件电连接至外部电路的电导线、触点、或者迹线。在图1a中所示的典型LED封装件10中，利用焊料粘结剂或者导电环氧树脂将单个LED芯片12安装在反射杯13上。一条或者多条焊线(wire bonds)11将LED芯片12的欧姆接触连接至导线15A和/或15B，导线可附接至反射杯13或者与其结合为一体。反射杯可以填充有密封材料16，该密封材料可包含诸如磷的波长转换材料。LED发出的第一波长的光可以被磷吸收，磷可以响应地发出第二波长的光。然后，将整个组件封装在透明保护树脂14中，该透明保护树脂可以以透镜形状来模制，以使从LED芯片12发出的光校准。虽然反射杯13可以在向上的方向上投射光，但是当光被反射时会产生光损失(即，由于实际反射体表面的反射率小于100％，反射杯会吸收一些光)。另外，由于可能难以通过导线15A、15B吸取热，所以对于诸如在图1a中所示的封装件10的封装件，热滞留会成为问题。

在图1b中所示的传统LED封装件20可能更适用于会产生更多热的大功率操作。在LED封装件20中，将一个或者多个LED芯片22安装在诸如印刷电路板(PCB)底座、基板、或者子安装座(submount)23的底座上。安装在子安装座23上的金属反射器24围绕LED芯片(或多个LED芯片)22并且将LED芯片发出的光朝远离封装件20反射。反射器24还向LED芯片22提供机械保护。在LED芯片22上的欧姆接触和在子安装座23上的电迹线25A、25B之间设置一条或者多条焊线连接11。然后，用封装26覆盖安装的LED芯片22，该封装可以为芯片提供环境保护和机械保护，同时还用作透镜。通常利用焊料或者环氧树脂粘结剂将金属反射器24附接至底座。

已经开发了利用不同的分散光源(诸如，在名称为“Lighting Deviceand Lighting Method”的美国专利第7,213,940号中描述的那些光源)的不同颜色(hue)的、由多个分散光源产生白光的技术。这些技术混合来自分散光源的光以提供白光。在某些应用中，在远场中混合光使得当直接观看时可以区分地识别出不同颜色的光源，但光在远场中进行结合，产生看上去为白色的光。在远场中进行混合的一个难题是当直接观看灯或者照明设备时可以感知单独的分散光源。因此，仅使用远场混合可能最适用于那些光源被机械地隐藏以防被用户看到的照明应用。然而，由于机械屏蔽通常要损失光，所以机械地隐藏光源会导致效率降低。

已经开发了不同的灯和照明设备以更有效地混合来自分散光源的光，以使分散光源的可见性最小化。可从Cree有限公司(www.creelighting.com)购得的LR6灯利用了“混合室”，在该“混合室”中，光在透镜和光源之间的腔中反射并且穿过使单个光源模糊的漫射器。因此，尽管LR6灯利用多个分散光源，但是与白炽灯看起来具有单个光源几乎相同，LR6灯看起来也具有单个光源。