[发明专利]包括低吸收率、受控的反射率以及扩散层的发光二极管（LED）发光系统

说明书

技术领域

本发明涉及发光系统，并且更具体地，本发明涉及使用发光二极管（LED）的发光系统。

背景技术

LED正被越来越多地使用在发光/照明应用中，如交通信号灯、彩色洗墙照明、背光、显示器和全面照明，其中一个终极目标是代替普遍存在的白炽灯泡。为了从相对窄的光谱的光源（如LED）提供较宽的光谱的光源（如白色光源），LED的相对窄的光谱可以在波长上移动和/或扩散。

例如，白色LED可以通过用其中包括波长转化材料（如YAG:Ce荧光剂）的密封材料（如树脂或硅）涂覆蓝色发光LED而形成，其中波长转化材料响应于蓝光的刺激而发出黄光。由LED发射的蓝光的一部分（并非全部）被荧光剂吸收，从而使荧光剂发射黄光。未被荧光剂吸收的由LED发射的蓝光与荧光剂发射的黄光组合，从而产生被观察者察觉为白色的光。也可以使用其他的组合。例如，红色发光荧光剂能够与黄色荧光剂混合，以产生具有更好的色温和/或更好的显色性的光。可替代地，一个或多个红色LED可以被用来对由黄色荧光剂涂覆的蓝色LED发射的光进行补充。在其他替代方案中，可以使用单独的红色、绿色和蓝色LED。另外，可以使用红外（IR）或紫外（UV）LED。最后，这些组合中的任一种或全部都可以用来产生非白色的颜色。

LED也可以是高效能的，以满足能源之星?（ENERGY STAR^?）计划的要求。在2008年12月19日的最终版的“ENERGY STAR^? Program Requirements for Solid State Lighting Luminaires, Eligibility Criteria Version 1.1”中定义了用于LED的能源之星计划的要求，在此以参引的方式将该文的公开全部并入，如同在此对其进行了完整的阐述一样。

为了鼓励高效能固态发光（SSL）产品的发展和配置以替代当前在美国使用的一些最常见的发光产品（包括60瓦的A19白炽灯和PAR 38卤素白炽灯），Bright Tomorrow Lighting Competition (L Prize^TM)已经在2007年的能源自主与安全法案 (EISA)中得到了授权。在2008年5月28日的文件号为08NT006643的“Bright Tomorrow Lighting Competition (L Prize^TM)”中描述了L Prize，该文的公开通过参引的方式在此全部并入，如同在此对其进行了完整的阐述一样。L Prize的获胜者必须满足很多产品要求，包括光输出、瓦特数、显色指数、相关色温、尺寸和底座类型。

发明内容

根据本文描述的各种实施例的LED发光系统包括至少一个LED和邻近所述至少一个LED的外壳，该LED发光系统构造成使得由所述至少一个LED发射的至少一部分光穿过外壳。外壳具有这样的透射率与反射率比，即，该透射率与反射率比配置成使(1)直接来自所述至少一个LED的从外壳出射的光、以及(2)在外壳内经过一次或多次反射后从外壳出射的光被均质化。因此，外壳构造成控制透射光和反射光的相对量，使得光均匀地扩散，并且在外壳内的颜色被混合，从而提供从外壳出射的均质的光。

在一些实施例中，外壳具有对由所述至少一个LED发射的光的小于大约10%（在其他实施例中，小于大约4%）的总吸收率。在一些实施例中，外壳包括具有小于大约10μm的平均单元直径的微蜂窝（microcellular）层。在其他实施例中，外壳包括微孔层。在一些实施例中，外壳包括低吸收率扩散材料，如微蜂窝聚对苯二甲酸乙二醇酯（MCPET： microcellular polyethylene terephthalate）的层和/或扩散光反射器（DLR）材料的层。

 在其他实施例中，外壳具有在其不同位置变化的透射率与反射率比。在一些实施例中，MCPET和/或DLR材料的微蜂窝层具有在其不同位置的可变厚度，以提供在其不同位置变化的透射率与反射率比。在其他实施例中，MCPET和/或DLR材料的微蜂窝层包括贯穿其中延伸的孔的不均匀阵列，以提供在其不同位置变化的透射率与反射率比。又一些其他实施例能够提供在MCPET和/或DLR材料层上的可变厚度层和/或图案化层。在又一些其他实施例中，外壳包括具有其孔的阵列的反射层。