将光扩散成均匀发射图案的非均匀扩散器的制作方法

专利名称：将光扩散成均匀发射图案的非均匀扩散器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固态灯和灯泡，并且更具体地涉及一种能够产生全向(全向)发射图案的有效且可靠的基于发光二极管(LED)的灯和灯泡。
背景技术：
白炽灯或基于灯丝的灯或灯泡通常用作用于住宅与商业设施的光源。然而，这种灯是效率很低的光源，具有主要地以热或者红外能量为形式的高达95%的输入能量损失。白炽灯的一种常用替代物是所谓的紧凑荧光灯(CFL)，其在将电转换成光中是更有效的，但是需要使用有毒材料，这些有毒材料与其多种化合物一起可能造成慢性和急性中毒并且可能导致环境污染。用于改进灯或灯泡的效率的一种解决方案是，使用诸如发光二极管(LED或LED)的固态装置(而不是金属灯丝)以产生光。发光二极管通常包括夹置在相反掺杂的层之间的一个或多个半导体材料的有源层。当掺杂层之间(跨掺杂层)施加偏压时，空穴和电子被注入到有源层中，在那里它们重新结合以形成光。光从有源层并且从LED的多个表面发射出来。为了在电路或者其它类似装置中使用LED芯片，已知使LED芯片封装在封装件中，以提供环境和/或机械保护、颜色选择、聚光等。LED封装件进一步包括电引线、触点或者迹线(trace)，以便使LED封装件电连接到外部电路。在图1中示出的典型的LED封装件10中，单个LED芯片12通过焊料粘合剂或者导电环氧树脂而安装到反射罩13上。一个或更多丝焊(wire bond) 11将LED芯片12的欧姆触点连接到引线15A和/或15B，这可以附接到反射罩13整体或者与反射罩13整体形成。反射罩可以填充以密封剂材料16，该密封剂材料可以含有诸如突光剂(phosphor)的波长转换材料。由LED发射的第一波长的光可以被荧光剂吸收，荧光剂可以响应地发射第二波长的光。然后，整个组件都被封装在干净的保护性树脂14中，整个组件能被模制成透镜形状，以使得由LED芯片12发射的光准直。虽然反射杯13可以在向上方向上导向光，但是当光被反射时，光损耗可以发生(即，由于实际的反射器表面的小于100%的反射率,一些光可能被反射杯吸收)。此外,对于诸如显不在图1a中的封装件10的封装件，热滞留可能是一个问题，因为通过引线15A、15B提取热量可能是困难的。图示在图2中的传统LED封装件20可以更适于可以产生更多热量的高功率操作。在LED封装件20中，一个或者多个LED芯片22安装在诸如印刷电路板(PCB)载体、基板或者基座(submount)23的载体上。安装在基座23上的金属反射器24围绕LED芯片22并且反射由LED芯片22发出的光，远离封装件20。反射器24也对LED芯片22提供机械保护。一个或者多个接线(wirebond)连接27形成在位于LED芯片22上的欧姆触点和位于基座23上的电迹线25A、25B之间。安装的LED芯片22然后被用封包(encapsulant) 26覆盖，封包26可以对芯片提供环境和机械的保护同时也作为透镜。金属反射器24典型地通过焊料或者环氧树脂连接附装到载体上。LED芯片(诸如在图2中的LED封装件20中发现的这些)可以涂覆有包括一种或多种荧光体的转换材料，荧光体吸收LED光中的至少一些。LED芯片可以发射不同波长的光，使其发射来自LED和荧光体的光的组合。可以利用许多不同的方法使LED芯片涂覆有荧光剂，在美国专利申请序列号Nos.11/656，759和11/899，790中描述一种适当的方法，两个申请都属于Chitnis等人并且标题都是“晶圆级荧光剂涂覆方法和利用该方法制造的装置”。可替换地，可以利用诸如电泳沉积(EH))的其它方法涂覆LED，适合的EH)方法在属于TARSA等人的标题为“半导体装置的闭合电路电泳沉积”的美国专利申请N0.11/473，089中进行了描述。具有紧临接近的或者作为直接涂层的转换材料的LED芯片已经被使用在各种不同的封装件中，但是受到一些基于装置结构的限制。当荧光剂材料位于LED的外延层上或者紧临接近LED的外延层(以及在一些情况下，包括在LED上的共形涂层)时，荧光剂可以直接遭受由芯片产生的热，其可以导致荧光剂材料的温度升高。此外，在这种情况下，荧光剂可以遭受来自LED的非常高聚集度或通量的入射光。由于转换过程通常不是100%效率的，因此过量的热在荧光剂层中产生，与入射光通量成比例。在靠近LED芯片的紧凑荧光剂层中，这可以在荧光剂层中导致相当大的温度升高，与大量热产生在小区域中一样。当荧光剂颗粒被嵌入在没有为产生在荧光剂颗粒中的热提供有效散发路径的诸如硅树脂的低导热率材料中时，这个温度升高可以被加剧。这种升高的工作温度可以导致荧光剂和周围的材料随着时间退化，以及荧光剂转换效率的降低和转换颜色的偏离。还利用诸如LED的固态光源，结合与LED分离或者远离LED的转换材料而开发了灯。在Tarsa等人的标题为“使用固态光源的高输出径向发散灯”的美国专利N0.6，350，041中公开了该布置。在该专利中描述的灯可以包括使光传送通过分离器到达具有荧光剂的发散器的固态光源。发散器(disperser)可以以期望的图案发散光和/或通过将经过荧光剂或其它转换材料的光中的至少一部分转换成不同波长来改变其颜色。在一些实施方式中，分离器将光源与发散器隔开足够的距离，使得当光源承载房间照明所需的提升电流时，来自光源的热不会传送到发散器。在属于Negley等人的标题为“照明装置”的美国专利N0.7，614，759中描述了其它的远程荧光剂技术。结合了远程荧光剂的灯的一个潜在的缺点是，它们可以具有不期望的视觉或者美学的特征。当灯没有产生光的时候，灯可以具有与标准的爱迪生灯泡的典型的白色或者透明外观不同的表面颜色。在一些情况下，灯可以具有黄色或者橙色外观，该黄色或者橙色外观主要由荧光剂转换材料引起。对于当光没有照亮时可导致与周围建筑元素有关的美学问题的许多应用，这个外观可被认为是不期望的。在这些类型的灯的总的消费者接受度上，这可具有不利影响。此外，相比于共形或邻近荧光剂装置(其中，转换过程中在荧光剂层中产生的热量可以经由附近芯片或者基板表面传导或者扩散，远程荧光剂布置的热扩散路径的导热性可能不充足。在没有有效的热量扩散路径的情况下，热隔离的远程荧光剂可能遭受升高操作温度的影响，其在一些情形下，操作温度可能甚至高于相当的共形涂覆层中的温度。这可以抵消通过将荧光剂相对于芯片远程地布置所获得的一些或全部益处。换句话说，由于操作过程中在LED芯片内产生热量，因此相对于LED芯片的远程荧光剂布置可以减小或消除荧光剂层的直接加热，但是，由于光转换过程中在荧光剂层自身中产生的热量以及缺少适当热路径来扩散所产生的热量的原因，所导致的荧光剂温度的降低可以部分地或者全部地被抵消。影响使用固态光源的灯的实施与接受度(acceptance)的另一个问题涉及由光源自身发射的光的性质。为了制造高效的基于LED光源(以及关联的转换层)的灯或者灯泡，典型理想的是，在共面布置中放置LED芯片或者封装件。这方便了制造并且可以通过允许使用传统的生产设备和过程来减少制造成本。但是，LED芯片的共面布置典型地产生向前指向的光强度轮廓(例如，朗伯漫(Lambertian)轮廓)。在固态灯或者灯泡意图代替具有更加全向的光束图案的诸如传统白炽灯泡的传统灯的应用中，这种光束轮廓通常是不期望的。虽然把LED光源或者封装件安装在三维装置中是可能的，但是这种装置通常制造困难并且
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发明内容
本发明提供灯和灯泡，通常包括光源、一个或者多个波长转换材料、相对于光源分离地或远程地设置的区域或者层、以及独立的扩散层的不同的组合和设置。这种设置允许高效的、可靠的和成本有效的灯和灯泡的制造并且可以提供实质上全向的发射图案，即使具有包括共面设置的LED的光源。此外，这种设置允许，当灯没有照亮时，美学地遮掩或者隐匿转换区域或者层的外观。本发明的各种的实施例可以用于应对与使用高效的固态光源有关的许多困难，高效的固态光源诸如在灯或者灯泡的制造中适于直接替代传统白炽灯泡的LED。本发明的实施例可以设置成符合公认的标准尺寸轮廓，诸如，如白炽灯泡的常用的灯的那些，从而有利于这些灯泡的直接替代。本发明的实施例也可以包括具有相对于灯光源远程设置的转换材料的各种设置，并且扩散器可以设置在转换材料和光源的上方，其中扩散器扩散来自灯光源和/或转换材料的光，使其进入期望图案，诸如，在视角范围内接近均匀的颜色和/或强度。通过使转换材料和扩散器与光源远离，提高了的电信号也可以施加到光源上，其可以导致增加光输出，但是也可以导致光源在更高温度下工作。光源和转换材料之间的距离减小了传递到荧光剂或转换材料的在光源内所产生的热量。这保持了高转换效率和可靠性，同时实现了小的芯片数量，小的芯片数量实现了较小的制造成本。一些实施例也可以包括允许转换相关的热离开远程转换材料的有效传导的特征。扩散器和转换材料可以具有不同的形状，并且在一些实施例中，二者的几何结构可以配合以提供期望的灯发射图案或者均匀性。根据本发明的灯的一个实施例包括发射基本前向发射图案的光源。扩散器设置成改变基本前向发射图案，使得灯发射比前向发射图案更均匀的发射图案。根据本发明的灯的另一个实施例包括光源和光学元件，该光学元件至少部分地覆盖光源，使得来自光源的至少一些光穿过光学元件。光学元件具有沿着光学元件的至少一个维度变化的散射性质，以改变由光源发射的光的发射分布。根据本发明的照明装置的一个实施例包括光源和与光源隔开的扩散器。波长转换元件设置在光源和扩散器之间并且与光源和扩散器隔开，其中，扩散器的形状使得在不同的发射角度，在扩散器和转换元件之间具有不同距离。根据本发明的照明装置的另一个实施例包括光源和与光源隔开的扩散器。扩散器包括具有不同扩散特性的区域。波长转换元件设置在光源和扩散器之间并且与光源和扩散器隔开。本发明的这些和其它的方面和优点从下列的详细描述和以实例的方式图示本发明特征的附图中将变得明显的。


图1显示了现有技术的LED灯的一个实施例的截面图；图2显示了现有技术的LED灯的另一个实施例的截面图；图3显示了用于A19替代灯泡的尺寸规格；图4是根据本发明的灯的一个实施例的截面图；图5是根据本发明的灯的一个实施例的侧视图；图6是根据本发明的灯的另一个实施例的侧视图；图7是根据本发明的灯的另一个实施例的侧视图；图8是显示根据本发明的灯的一个实施例的发射特性的图；图9是根据本发明的扩散器的侧视图；图10是根据本发明的另一个扩散器的侧视图；图11是根据本发明的扩散器另一个实施例的侧视图；图12是根据本发明的另一个扩散器的侧视图；图13至图16是曲线图，显示了具有图9所示扩散器和图30示意性示出的扁平远程荧光剂盘的灯的发射特性；图17至图20是曲线图，显示了具有图10所示扩散器和图30示意性示出的扁平远程荧光剂盘的灯的发射特性；图21至图24是曲线图，显示了具有图11所示扩散器和图30示意性示出的扁平远程荧光剂盘的灯的发射特性；图25至图28是曲线图，显示了具有图12所示扩散器和图30示意性示出的扁平远程荧光剂盘的灯的发射特性；图29是根据本发明的具有扩散器圆顶的灯的另一个实施例的截面图；图30是根据本发明的灯的另一个实施例的截面图；图31是根据本发明的具有扩散器圆顶的灯的另一个实施例的截面图；图32是根据本发明的具有不同形状的扩散器圆顶的灯的另一个实施例的立体图；图33是图32所示的灯的截面图；图34是图32所示的灯的分解图35是根据本发明的三维荧光剂载体的一个实施例的截面图；图36是根据本发明的三维荧光剂载体的另一个实施例的截面图；图37是根据本发明的三维荧光剂载体的另一个实施例的截面图；图38是根据本发明的三维荧光剂载体的另一个实施例的截面图；图39是根据本发明的具有三维荧光剂载体的灯的另一个实施例的立体图；图40是图39中所示的灯的截面图；图41是图39中所示的灯的分解图；图42是根据本发明的包括散热器和光源的灯的一个实施例的立体图；图43是图42中的具有圆顶形荧光剂载体的灯的立体图；图44是根据本发明的圆顶形扩散器的一个实施例的侧视图；图45是具有维度的图44所示的圆顶形扩散器的实施例的截面图；图46至图49是曲线图，显示了具有图43中的球形荧光剂载体和图44和45所示的圆顶形扩散器的灯的发射特性；图50至图53是曲线图，显示了具有图10所示的扩散器和图43所示的荧光剂球的灯的发射特性；图54至图57是曲线图，显示了具有图11所示的扩散器和图43所示的荧光剂球的灯的发射特性；图58至图61是曲线图，显示了具有图12所示的扩散器和图43所示的荧光剂球的灯的发射特性；图62是显示对于根据本发明的灯在视角特性上的颜色分布的CIE色度图；图63是根据本发明的扩散器的另一个实施例的截面图；图64是根据本发明的具有三维荧光剂载体的灯的另一个实施例的立体图；图65是图64所示的灯的截面图；图66是图64所示的灯的分解图；图67是根据本发明的灯的另一个实施例的截面图；图68是根据本发明的套环腔(领腔)的一个实施例的截面图；图69是显示根据本发明的灯的一个实施例的不同特征的轨迹的示意图；图70是根据本发明的灯的另一个实施例的侧视图；图71是显示图70中的灯的发射特性的图；图72是根据本发明的灯的另一个实施例的侧视图；图73是显示图73中的灯的发射特性的图；图74是根据本发明的灯的另一个实施例的立体图；图75是图74所示的灯的立体分解图；图76是图74所示的灯的侧视图；图77是图74所示的灯的侧视图，其中，荧光剂载体在幻影中(phantom)；图78是根据本发明的灯的另一个实施例的侧视图，其中荧光剂载体在幻影中；图78至图82是根据本发明的扩散器圆顶的侧视图；图83是根据本发明的扩散器圆顶的另一个实施例的侧视图；图84是显示对于根据本发明的灯的对比发射轮廓的图85是显示根据本发明的灯的发射轮廓的图；图86是显示根据本发明的灯的一个实施例的发射特性的表；图87是显示根据本发明的特定灯实施例的发射轮廓的图；图88是显示根据本发明的灯的一个实施例的发射特性的表；图89是显示在根据本发明的扩散器中的扩散器层厚度的一个实施例的图；图90至图95显示根据本发明的扩散器圆顶的不同的实施例。图96是根据本发明的灯的另一个实施例的截面图；图97是根据本发明的灯的另一个实施例的截面图；图98是根据本发明的灯的另一个实施例的截面图；图99是根据本发明的灯的另一个实施例的截面图；图100是根据本发明的灯的另一个实施例的顶视图；图101是根据本发明的灯的泛光灯(flood light)类型的实施例的截面图；图102是根据本发明的泛光灯类型的灯的另一个实施例的截面图；图103是根据本发明的泛光灯类型的灯的另一个实施例的截面图；图104是根据本发明的灯的二维板实施例的截面图；图105是根据本发明的灯的另一个二维板实施例的截面图；图106是根据本发明的灯的另一个二维板实施例的截面图；图107是根据本发明的灯的管形实施例的截面图；图108是根据本发明的灯的另一个管形实施例的截面图；图109是根据本发明的灯的另一个管形实施例的截面图；图110是根据本发明的灯的光发射板实施例的截面图；以及图111是根据本发明的灯的另一个泛光灯实施例的截面图。
具体实施例方式本发明涉及灯或者灯泡结构的不同的实施例，该灯或者灯泡结构是效率高的、可靠的和成本有效的，并且在一些实施例中，可以从不同的光源、诸如定向的或者前向的发光光源，提供基本上全向的发射图案。本发明也涉及使用具有远程转换材料(或者荧光剂)和远程扩散元件或扩散器的固态发射器的灯结构。在一些实施例中，扩散器不仅用来从灯使用者的视野遮掩荧光剂，而且也可以扩散或者重新分布来自远程荧光剂和/或灯的光源的光，使其进入期望发射图案。在一些实施例中，扩散器可以包括圆顶并且可以设置成将向前指向的发射图案扩散成对于通常照明应用有用的更加全向的图案。扩散器可以用在具有二维和三维形状的远程转换材料的实施例中，具有能够把来自LED光源的向前指向的发射转换成可与标准白炽灯泡相当的光束轮廓的特征的组合。在这里参考转换材料、波长转换材料、远程荧光剂、荧光剂、荧光剂层和相关术语来描述本发明。这些术语的使用不应当被解释为限制性的。可以理解术语“远程荧光剂、荧光剂或者荧光剂层”的使用意味着包括所有波长转换材料以及对所有波长转换材料同样地可适用。灯的一些实施例可以具有在光源上方并且与光源隔开的圆顶形的(或者截头球形的)三维转换材料(荧光剂载体)、以及与转换材料隔开并且在转换材料上方的圆顶形扩散器，使得灯展现双圆顶结构。不同结构之间的空间可以包括光混合室，光混合室不仅促进灯发射的扩散，也促进灯发射的颜色均匀性。光源和转换材料之间的空间以及转换材料之间的空间可以作为光混合室。其它实施例可以包括可形成附加混合室的附加的转换材料或者扩散器。圆顶转换材料和圆顶形扩散器的顺序可以是不同的，使得一些实施例可以具有在转换材料内侧的扩散器，其中，之间的空间形成光混合室。这些仅仅是根据本发明的许多不同的转换材料和扩散器布置中的一些。根据本发明的一些灯实施例可以包括具有一个或者多个LED芯片或者封装件的共面设置的光源，其中，发射器安装在平坦的或者平面的表面上。在其它实施例中，LED芯片可以是不共面的，诸如，是在底座(pedestal)上或者其它三维结构上。共面的光源可以减少发射器布置的复杂性，使得它们既更容易也更便宜制造。但是，共面光源趋向于主要在向前方向上发射，诸如以朗伯漫(Lambertian)发射图案。在不同的实施例中，发射模仿可以在不同发射角度上提供接近均匀的发射强度和颜色均匀性的常规白炽灯泡的图案的光图案可以是期望的。本发明的不同实施例可以包括可在视角范围内将发射图案从非均匀转换成基本均匀的特征。在一些实施例中，转换层或者区域可以包括由导热性材料制成的平面的或者三维的荧光剂载体，该导热性材料对于来自光源的光是至少部分透明的。它并且也包括至少一种荧光剂材料，该至少一种荧光剂材料中的每种可以吸收来自光源的光并且发射不同波长的光。扩散器可以包括散射膜/颗粒和相关的诸如玻璃包壳的载体，并且可以用来散射或者重定向由光源和/或荧光剂载体发出的光的至少一些，以提供期望的发射轮廓。在一些实施例中，根据本发明的灯可以发射与标准白炽灯泡相当的光束轮廓。扩散器的性质(诸如几何结构、散射层的散射性质、表面粗糙度或者平滑度以及散射层性质的空间分布)可以用于控制各种灯性质，诸如，根据视角的颜色均匀性和光强度分布。扩散器可以包括以许多不同方式设置的扩散元件，其中一些实施例具有提供沿着扩散器的至少一个维度变化的散射性质的散射元件。在一些实施例中，变化可以是由于在表面的散射性质上的变化和/或散射材料的沿着那个特定维度的量的变化。扩散器可以进一步包括至少部分地围绕光源的光学元件，光学元件具有沿着至少一个维度变化的散射性质。变化的散射性质可以设置成，改变来自光源的发射图案，以产生期望的灯发射图案。在一些实施例中，变化的散射元件可以改变由光源发射的光的角度分布。可以理解，根据本发明的扩散器可以至少部分地围绕光源，荧光剂载体在光源和扩散器之间。荧光剂载体可以包括平面光源和三维光源两者。荧光剂载体的扩散性质与扩散器的扩散性质一起可以把光源的发射图案转换成期望的灯发射图案。在一些实施例中，光源可以提供基本向前指向的或者朗伯漫(Lambertian)发射图案，并且荧光剂载体和扩散器的扩散性质可以把光源发射图案转换到大体均匀的发射图案。通常，均匀可以意味着，在不同视角处，发射强度变化在期望的变化百分比之内。扩散器也可以对用户提供基本白色的外观，并且可以遮掩在扩散器下方或者之内的特征。它们可以包括荧光剂载体和用于提供当灯或者灯泡没有照亮时的期望的和商业地可接受的整体灯外观的其它内部灯特征。换句话说，当灯没有照亮时，荧光剂载体和灯的发射器的颜色将是不可见的。可以包括散热器结构，其可以与光源和荧光剂载体热接触，以将产生在光源和荧光剂层内的热量散发到周围环境中。也可以包括电子电路，以提供电能到光源以及其它的能力，诸如调暗等等，并且电路可以包括用于施加电能到灯上的装置，诸如，爱迪生插座等
坐寸O灯的不同的实施例可以具有许多不同的形状和尺寸，一些实施例具有适于安装进标准尺寸包壳中的尺寸，诸如，显示在图3中的A19尺寸包壳30。这使得灯特别适于用作对常规的白炽灯和荧光灯或者灯泡的替代，其中，根据本发明的灯，由于其固态光源，而具有减小的能量消耗和长的寿命。根据本发明的灯也可以适合其它类型的标准尺寸轮廓，包括但不限于A21和A23。在一些实施例中，光源可以包括固态光源，诸如，不同类型的LED、LED芯片或者LED封装件。在一些实施例中，单个的LED芯片或者封装件可以被使用，而在其它实施例中，可以使用多个LED芯片或者封装件，它们以不同类型的阵列而设置。通过使荧光剂与LED芯片热隔离以及具有良好的散热，LED芯片可以被更高的电流水平驱动，而不会对荧光剂的转换效率和它的长期可靠性导致不利影响。这可以允许过驱动LED芯片的灵活性，以降低产生期望的光通量所需的LED的数量。这又可以减小在灯的复杂性上的成本。这些LED封装件包括的LED可以被材料封包，该材料可以经受得起提高的光通量，或者可以包括未封包的LED。在一些实施例中，光源可以包括一个或者多个蓝色发射LED并且荧光剂载体中的荧光剂层可以一种或者多种材料，其包括吸收蓝色光的一部分并且发射一个或者多个不同波长的光，使得灯发射来自蓝色LED和转换材料的白色光组合。转换材料可以吸收蓝色LED光并且发射不同颜色的光，包括但不限于黄色光和绿色光。光源也可以包括不同的LED和发射不同颜色的光的转换材料，使得灯发射具有期望特性的光，诸如色温和彩色再现。结合了红色LED芯片和蓝色LED芯片两者的常规的灯可以遭受随着不同的工作温度和调暗的颜色不稳定。这可能是由于在不同温度和工作功率(电流/电压)下红色和蓝色LED的不同工作状态，以及随时间的不同的工作特性。这个影响可以通过驱动控制系统的操作而被稍微减轻，该驱动控制系统会增加整个灯的成本和复杂度。根据本发明的不同的实施例可以通过具有相同类型发射器的光源结合可包括多层荧光剂的远程荧光剂载体来解决这个问题，其中该多层荧光剂通过这里披露的散热装置保持相对较冷。在一些实施例中，远程荧光剂载体可以吸收来自发射器的光并且可以重新发射不同颜色的光，同时仍然具有对于荧光剂的减小的工作温度的可靠性，并且具有效率。荧光剂元件与LED的分离提供了更容易和更一致颜色分级(binning)的附加的优点。这可以被以许多方式实现。来自不同级(bins)的LED (例如，来自不同级(bins)的蓝色LED)可以被组装到一起，以实现可用在不同灯中的波长基本均匀的激励源。然后，这些可以与具有基本相同的转换特性的荧光剂载体组合，以提供在期望的级(bin)内的灯发射光。此外，众多突光剂载体可以被制造并且根据它们不同的转换特性被预分级(pre-binned)。不同的荧光剂载体可以与不同发射特性的光源组合，以提供用于发射在目标颜色级(bin)内的光的灯。根据本发明的一些灯也可以通过用反射表面围绕光源而提供改进的发射效率。这通过向后朝向光源反射大量从转换材料重新发射的光而实现增强的光子再循环。为了进一步增强效率以及为了提供期望的发射轮廓，荧光剂层、载体层或者扩散器的表面可以是光滑的或者散射性的。在一些实施例中，载体层和扩散器的内表面可以是光学光滑的以促进总的内反射行为，该内反射行为减少了从荧光剂层向后导向的光(或者被向下转换的光或者被散射的光)的量。这减少了向后发射的光的量，该向后发射的光可以被灯的LED芯片、相关的基板或者灯的内部内的其它非理想反射表面所吸收。在这里参考特定实施例描述本发明，但是可以理解，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应当被解释为被限制在这里阐述的实施例。特别地，在下文中，参照具有在不同结构中的一个或者多个LED或者LED芯片或者LED封装件来描述本发明，但是可以理解，本发明可以用于具有许多不同结构的许多其它的灯。参考多个LED中的LED描述下文中的实施例，但是可以理解，这意味着包含LED芯片和LED封装件。部件可以具有所示的那些之外的不同形状和尺寸，并且可以包括不同数量的LED。也可以理解，下文中描述的实施例使用共面的光源，但是可以理解，非共面的光源也可以被使用。也可以理解，灯的LED光源可以是包括一个或者多个LED，在具有大于一个LED的实施例中，LED可以具有不同的发射波长。类似地，一些LED可以具有邻近的或者接触的荧光剂层或者区域，而其它的可以具有不同成分的邻近荧光剂层或者根本没有荧光剂层。在这里参考转换材料、荧光剂层和荧光剂载体以及相互远程的扩散器描述本发明。在本文中，远程指隔开和/或不直接热接触。还可以理解的是，当诸如层、区域或基板的元件被称为位于另一个元件“上”时，其可以直接位于另一个元件上或者也可存在中介元件。此外，相对术语(诸如“内部”、“外部”、“上”、“上方”、“下”、“下面”、“下方”和类似的术语，可以在这里使用，以描述一层或另一个区域之间的关系。应该理解的是，这些术语意在涵盖该装置的与图中描述的定向所不同的定向。尽管可以在这里使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该被这些术语所限定。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区别开。因此，在不偏离本发明的教导的前提下，下面描述的第一元件、部件、区域、层或部分可以定义为第二元件、部件、区域、层或部分。在这里参照本发明实施方式的示意性示出的横截面视图描述本发明的实施方式。如此，层的实际厚度可以是不同的，因此，应该具有形状变化，例如，期望制造技术和/或公差。本发明的实施方式不应该理解为限于这里示出的区域的具体形状，而包括例如由于生产形成的形状的偏差。由于正常的制造公差的原因，示出或者描述为正方形或者长方形的区域将通常地具有倒圆或者弯曲特征。因此，附图中示出的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不旨在示出装置的区域的准确形状，并且不旨在限定本发明的范围。图4示出了根据本发明的灯50的一个实施方式，其包括具有光学腔54的散热器结构52，具有用于保持光源60的平台56。尽管参照光学腔描述了本实施方式以及下面的一些实施方式，应该理解的是，可以提供没有光学腔的多个其它实施方式。这些可以包括但不限于，位于灯结构的平表面上或者位于基座上的光源。光源58可以包括多种不同的发射器，示出的实施方式包括LED。可以使用多种不同的市售的LED芯片或LED封装件，包括但不限于从位于北卡罗来纳州的Durham的Cree公司得到的市售的LED。应该理解的是，可以提供没有光学腔的灯的实施方式，在这些其他实施方式中，LED以不同方式安装。通过实例的方式，光源可以安装到灯中的平表面，或者可以提供用于保持LED的基座。可以利用多种不同的已知安装方法及材料将光源58安装到平台56，来自光源58的光从腔体54的顶部开口射出。在一些实施方式中，光源58可以直接安装到平台56，而在其它实施方式中，光源可以包括在底座(submount)上或者印刷电路板(PCB)上，该印刷电路板然后安装到平台56。平台56和散热器结构52可以包括导电路径，以将电信号施加到光源58，导电路径中的一些是导电迹线或电线。平台56的多个部分还可以由导热性材料制成，并且在一些实施方式中，在操作过程中产生的热量可以扩散到平台，然后到散热器结构。散热器结构52可以至少部分地包括导热性材料，并且可以使用包括诸如铜或铝或金属合金的不同金属的多种不同的导热性材料。铜可以具有高达400W/m-k或更高的导热性。在一些实施方式中，散热器可以包括可以在室温下具有约210W/m-k的导热性的高纯度铝。在其它实施方式中，散热器结构可以包括具有约200W/m-k的导热性的铸模铝。散热器结构52还可以包括增加散热器表面积以方便更有效地扩散到外界环境中的诸如散热片60的其它热扩散特征。在一些实施方式中，散热片60可以由具有比散热器其余部分更高导热性的材料制成。在示出的实施方式中，散热片60大致以水平方向示出，但是应该理解的是，在其它实施方式中，散热片可以具有竖直的或者成角度的定向。在此外的其它实施方式中，散热器可以包括诸如风扇的主动冷却元件，以降低灯内的对流热阻。在一些实施方式中，通过将对流热扩散与通过散热器结构52的传导结合，实现了从荧光剂载体的热扩散。在Tong等人的也转让给Cree Inc.的标题为“包括具有热扩散特征与扩散器元件的远程荧
光剂的LED灯”的申请序列N0._中描述了不同的热扩散射置和结构。该申请与本申请
同时申请并且在这里被通过引用方式引入。还可以在散热器结构52上(诸如光学腔54的表面上)包括反射层53。在不具有光学腔的这些实施方式中，可以在光源周围包括反射层。在一些实施方式中，该表面可以涂覆有材料，该材料相对于由光源58和/或波长转换材料发射的灯可见波长的光(“灯光”)具有约75%或更多的反射率，而在其它实施方式中，该材料可以相对于灯光具有约85%或更多的反射率。在又一个实施方式中，该材料可以对于灯光具有约95%或更多的反射率。散热器结构52还可以包括用于连接到诸如不同的电插座的电源的特征。在一些实施方式中，散热器结构可以包括适配到传统电插座的类型的特征。例如，其可以包括用于安装到标准爱迪生插座的特征，其可以包括可以拧入到爱迪生插座中的螺纹部分。在其它实施方式中，其可以包括标准插头并且电插座可以是标准出口，或者可以包括GU24基部单元，或者其可以是夹子并且电插座可以是容纳并且保持夹子的插座(例如，如在许多荧光灯中使用的)。这些仅是用于散热器结构和插座的一些选择，并且还可以使用安全地将电从插座传送到灯50的其它装置。根据本发明的灯可以包括电源或者能量转换单元，该电源或者能量转换单元可以包括驱动器以允许灯泡利用交流线电压/电流而运行以及以提供光源调暗能力。在一些实施例中，电源可以包括使用非隔离准谐振反激(flyback)拓扑的线下恒定电流LED驱动器。LED驱动器可以安装在灯内部并且在一些实施例中可以包括小于25立方厘米的体积，而在其它实施例中，它可以包括大约20立方厘米的体积。在一些实施例中，电源可以是不可调暗的但是是低成本的。可以理解，使用的电源可以具有不同的拓扑或者几何结构以及可以也是可调暗的。
荧光剂载体62包括在腔54的顶部开口的上方并且圆顶形扩散器76包括在荧光剂载体62的上方。在所示的实施例中，荧光剂载体覆盖整个开口并且腔开口被显示为圆形，以及荧光剂载体62是圆形盘。可以理解，腔开口和荧光剂载体可以具有许多不同的形状和尺寸。也可以理解，荧光剂载体62的覆盖可以小于整个腔开口。如下文进一步描述的，扩散器76设置成扩散来自荧光剂载体和/或LED的光，成为期望的灯发射图案，并且根据它接收的光和期望的灯发射图案，可以包括许多不同的形状和尺寸。根据本发明的荧光剂载体的实施例特征可以在于，包括转换材料和导热光发射材料，但是可以理解，荧光剂载体也可以设置为不是导热的。光发射材料对从光源58发出的光可以是透明的，转换材料应当是吸收来自光源的波长的光并且重新发射不同波长的光的类型。在所示的实施例中，导热光发射材料包括载体层64，并且转换材料包括在荧光剂载体上的突光剂层66。如在下文中进一步描述的,不同的实施例可以包括导热光发射材料和转换材料的许多不同的设置。当来自光源58的光被突光剂层66中的突光剂吸收时,它在各向同性的方向上重新发射，其中大约50%的光向前发射而50%向后发射进入腔54中。此外，来自光源58的光的一些可以进入荧光剂层并且不被吸收，而是被扩散同时保持它的初始波长。这个被扩散的光中的一些也可以被向后导向进入腔54中。在具有共形突光剂层的现有LED中，向后发射或者扩散的光的显著部分可以被向后导向进入LED中并且它的逃逸的可能性被LED结构的提取效率限制。对于一些LED，提取效率可以是大约70%，因此从转换材料向后导向进入LED中的光的一定百分比可被损耗。在根据本发明的具有远程荧光剂结构的灯中(其中LED在腔54的底部处的平台56上)，更高百分比的后向荧光剂光落在腔的表面上而不是LED上。用反射层53涂敷这些表面，提高了反射回进入荧光剂层66中的光的百分比，在荧光剂层66处，它可以从灯中发射出。这些反射层53允许光学腔有效地再循环光子，并且提高灯的发射效率。可以理解，反射层可以包括许多不同的材料和结构，包括但不限于，反射金属或者多层反射结构，诸如，分布布拉格反射器(distributed Bragg ref lectors)。在没有光学腔的那些实施例中，反射层也可以被包括在LED的周围。载体层64可以由具有0.5W/m_k或更多的导热性的多种不同材料制成，诸如石英、碳化硅(SiC)(热传导率 120W/M-K)，玻璃(热传导率为1.0-1.4ff/m-k)或蓝宝石(热传导率为40W/m-k)。在其它实施方式中，载体层64可以具有大于1.0W/m-k的热导率，而在其它实施方式中，其可以具有大于5.0ff/m-k的热导率。在此外的其它实施方式中，其可以具有大于10W/m-k的热传导率。在一些实施方式中，载体层可以具有从1.4ff/m-k到10W/m_k的热导率。根据使用的材料，荧光剂载体还可以具有不同的厚度，厚度的适当范围是0.1mm到IOmm或更多。应该理解的是，根据用于载体层的材料的特性，还可以使用其它厚度。材料应该足够厚，以提供用于具体操作条件的充足的横向热延展。通常地，该材料的热传导率越高，该材料就可能越薄，同时仍提供必要的热扩散。包括但不限于成本和对光源光的穿透性的不同的因素可能影响使用哪种载体层材料。对于较大的直径来说，一些材料也可能是更适合的，诸如玻璃或石英。通过在较大直径载体层上形成荧光剂层，然后单一化成较小的载体层，可以提供减小的制造成本。在荧光剂层(一层或多层)66中可以使用多种不同的荧光剂，本发明特别地适于发射白光的灯。如上所述，在一些实施方式中，光源58可以是基于LED的并且可以发射蓝色波长光谱的光。荧光剂层可以吸收蓝色光中的一些并且重新发射黄色光。这允许灯发射蓝色光和黄色光的白色光组合。在一些实施例中，蓝色LED光可以通过使用可商业获得的YAG = Ce荧光剂的黄色转换材料而被转换，但是使用由基于诸如Y3Al5O12 = Ce(YAG)的(Gd, Y)3(Al，Ga)5012:Ce系统的荧光剂制成的转换颗粒，全范围宽黄色光谱发射是可能的。当被用于基于蓝色发射LED的发射器时，可用于产生白色光的其它的黄色荧光剂包括但不限于:Tb3^xRExO12: Ce (TAG) ；RE=Y, Gd, La, Lu ;或者Sr2_x_yBaxCayS i O4: Eu 突光剂层也可以被设置有多于一种的突光剂，该多于一种的突光剂与突光剂层66混合或者作为载体层64上的第二突光剂层。在一些实施例中，两种突光剂中的每种可以吸收LED光并且可以重新发射不同颜色的光。在这些实施例中，来自两个荧光剂层的颜色光可以混合，用于不同的白色色彩的更高显色指数的白色(暖白)。这可以包括来自上文中的黄色荧光剂的光，其可以与来自红色荧光剂的光混合。不同的红色荧光剂可以被使用，包括:SrxCahS: Eu, Y ；Y=卤化物；CaSiAlN3: Eu ;或者Sr2_yCaySi04:Eu。其它的荧光剂可以用于通过转换基本所有的光到特定颜色而产生颜色发射。例如，下列荧光剂可以用于产生绿色光:SrGa2S4: Eu ；Sr2_yBaySiO4: Eu ;或者SrSi2O2N2: Eu。下文列出了一些附加的用作转换颗粒荧光剂层66的适合的荧光剂，但是其它的可以被使用。每种展现了在蓝色和/或UV (紫外)发射光谱中的激励、提供理想的峰值发射、具有高效的光转换、并且具有可接受的斯托克斯频移(Stokes shift):黄色/绿色(Sr, Ca, Ba) (Al, Ga) 2S4:Eu2+Ba2 (Mg, Zn) Si2O7: Eu2+Gda46Sra31Alh23OxFh38 = Eu 0.06(Ba1-PySrxCay) SiO4: EuBa2SiO4: Eu2+红色Lu2O3: Eu3+(Sr2_xLax) (Ce1^xEux) O4Sr2Ce1^EuxO4Sr2_xEuxCe04SrT i O3: Pr3+, Ga3+CaAlSiN3: Eu2+Sr2Si5N8: Eu2+
可以使用包括但不限于10纳米(nm)到30微米(μ m)或更大范围的颗粒的不同尺寸的荧光剂颗粒。较小颗粒尺寸通常地比较大尺寸的颗粒更好地分散和混合颜色，以提供更加均匀的光。与较小的颗粒相比，较大的颗粒通常地在转换光方面更有效率，但是发射较不均匀的光。在一些实施方式中，荧光剂可以设置在粘合剂中的荧光剂层66中，并且荧光剂还可以具有不同的浓度，或者将荧光剂材料加载到结合剂中。通常的浓度是重量在30-70%的范围内。在一个实施方式中，荧光剂浓度是重量的约65%并且贯穿远程荧光剂，优选地不均匀地分散。荧光剂层66还可以包括具有不同转换材料和不同浓度的转换材料的不同区域。不同材料可以用于结合剂，材料优选地在固化以后耐用并且在可见波长光谱中大致地透明。适当的材料包括硅、环氧树脂、玻璃、无机玻璃、电介质、BCB、聚酰亚胺，聚合物及其混合物，优选的材料是硅，因为其在高能量LED中具有高的穿透性和可靠性。适合的苯基和甲基为基础的硅从陶氏義化学商业上可获得。结合剂可以根据诸如使用的结合剂的类型的不同因素，利用多种不同固化方法而固化。不同的固化方法包括但不限于热、紫外线(UV)、红外线(IR)或者空气固化。荧光剂层66可以利用包括但不限于旋转涂覆、溅射、印刷、粉末涂覆、电泳沉积(EH))、静电沉积的不同工艺而施加。如上所述,突光剂层66可以与结合剂材料一起施加，但是应该理解的是，不必须具有结合剂。在此外其它实施方式中，荧光剂层66可以单独地制造，然后安装到载体层64。在一个实施方式中，荧光剂结合剂混合物喷射或分散在载体层64上，然后结合剂固化以形成荧光剂层66。在这些实施方式的一些中，荧光剂结合剂混合物可以喷射、倾倒或者散射在加热的载体层64上或上方，以便当荧光剂结合剂混合物与载体层64接触时，来自载体层64的热量扩散到到结合剂中并且使结合剂固化。这些过程还可以包括在荧光剂结合剂混合物中的溶剂，其可以溶解并且降低混合物的粘性，使其更适合喷射。可以使用多种不同的溶剂，包括但不限于从DowCorn ing. 商业上可获得的甲苯、苯、二甲苯，或者0S-20，并且可以使用不同的溶剂浓度。当溶剂荧光剂结合剂混合物喷射或者分散到加热载体层64上时，来自载体层64的热使溶剂蒸发，载体层的温度影响溶剂蒸发的速度。来自载体层64的热量也可以使在混合物中的结合剂固化，使固定的荧光剂层留在载体层上。根据使用的材料以及期望的溶剂蒸发与结合剂固化速度，载体层64可以被加热到多种不同的温度。适合的温度范围是90°C到150°C，但是应该理解的是，还可以使用其它温度。在Donofrio等人的标题为“将光学材料应用到光学元件的系统和方法”并且也转让给Cree公司的美国专
利申请公开N0._中描述了多种沉积方法和系统。该申请与本申请同时申请并且在这
里被通过引用的方式引入。至少部分地根据荧光剂材料的浓度以及将要通过荧光剂层66转换的期望的光量，荧光剂层66可以具有多种不同的厚度。根据本发明的荧光剂层可以以高于30%的浓度等级(荧光剂加载)被施加。其它实施方式可以具有50%以上的浓度等级，而在其它实施方式中，浓度等级可以在60%以上。在一些实施方式中，荧光剂层可以具有10-100微米的范围的厚度，而在其它实施方式中，其可以具有40-50微米范围的厚度。上述方法可以用于施加不同荧光剂材料的相同的多个层，并且可以使用已知的诸如掩模工艺的技术， 将不同的荧光剂材料施加在载体层的不同区域。上文描述的方法为荧光剂层66提供了一些厚度控制，但是对于甚至更大的厚度控制，可以使用已知的方法研磨荧光剂层以减小荧光剂层66的厚度，或者甚至在整个层上磨出厚度。这个研磨特征提供的附加的优点是，能够生产在在CIE色度图上的单个级(bin)内发射的灯。分级(bining)在本领域中通常是已知的并且意图保证提供到终端消费者的LED或者灯发射的光在可接受的颜色范围内。LED或者灯可以被测试并且被通过颜色或者亮度分类成不同的级(bin)，在本领域中通常被称为分级(bining)。每个级(bin)典型地包含来自一个颜色和亮度组的LED或者灯，并且典型地，通过级代码(bin code)识别。白光发射LED或者灯可以通过色度(颜色)和光通量(亮度)分类。荧光剂层的厚度控制通过控制被荧光剂层转换的光源光的量而在生产用于发射在目标级(bin)内的光的灯方面提供了更大的控制。可以提供具有相同厚度的荧光剂层66的多个荧光剂载体62。通过使用具有基本相同的发射特性的光源58，灯可以被制造具有在一些情况下可以落在单个级(bin)内的接近相同的发射特性。在一些实施例中，灯发射落在相对于CIE图上的一个点的标准偏差内，以及在一些实施例中，标准偏差包括小于10阶麦克亚当椭圆(MacAdam' s ellipse)。在一些实施例中，灯的发射落入中心在CIExy (0.313，0.323)处的4阶麦克亚当椭圆(MacAdam' s ellipse)内。可以利用不同的已知的方法或诸如导热性结合材料或热油脂的材料将转换元件62安装并且结合在腔体54的开口的上方。传统导热性油脂可以包含诸如氧化铍、氮化铝的陶瓷材料或者诸如胶体银的金属颗粒。在其它实施方式中，可以利用诸如夹持机构、螺钉、或热粘合剂的导热性装置将荧光剂载体安装在开口的上方，以将转换元件62紧密地保持到散热器结构，以使导热性最大化。在一个实施方式中，使用的热油脂层具有约ΙΟΟμπι厚度并且热传导率为k=0.2W/m-k。该布置提供了用于使热量从荧光剂层66扩散的有效的热传导路径。如上所述，不同的灯的实施方式可以设置为没有腔体，并且荧光剂载体可以以安装到腔体开口上方以外的多种不同的方式而安装。在灯50的操作过程中，荧光剂转换加热集中在诸如在荧光剂层66的中央的荧光剂层66，在那里，LED光的主要部分冲击并且通过转换元件62。如第一热流70示出的，载体层64的热传导特性使热量横向地朝向转换元件62的边缘扩散。如第二热流72示出的，在那里热量通过热油脂层并且进入到散热器结构中，此处，其可以有效地扩散到周围环境中。如上所述，在灯50中，平台56和散热器结构52可以热连接或耦合。这种接合布置导致荧光剂载体62以及光源58至少部分地共用用于扩散热量的导热路径。如第三热流74示出的从光源58通过平台56的热量还可以扩散到散热器结构52。流入到散热器结构52中的来自荧光剂载体62的热量还可以流入到平台56中。如下进一步讨论的，在其它实施方式中，荧光剂载体62和光源58可以具有用于扩散热量的分离的导热路径，这里分离的路径称作为“去耦”。可以理解，荧光剂载体可以以图4所示实施例之外的许多不同方式设置。荧光剂层可以在载体层的任何表面上或者可以与载体层混合。荧光剂载体也可以包括散射层，该散射层可以被包括在突光剂层或者载体层上或者与突光剂层或者载体层混合。也可以理解，突光剂和散射层的覆盖可小于载体层的表面，以及在一些实施例中，转换层和散射层在不同区域可以具有不同浓度。也可以理解，荧光剂载体可以具有不同的表面粗糙或者形状表面，以增强通过荧光剂载体的发射。如上文所述，扩散器设置成扩散来自荧光剂载体和LED的光，使其进入期望的灯发射图案，并且可以具有许多不同的形状和尺寸。在一些实施例中，扩散器也可以设置在荧光剂载体的上方，以当灯没有发射时遮掩荧光剂载体。扩散器可以具有提供基本白色的外观的材料，以当灯没有发射时给灯泡提供白色的外观。存在可以用于控制灯50的输出光束特性的扩散器的至少四个属性或者特性。第一是独立于荧光剂层几何结构的扩散器几何结构。第二是与荧光剂层几何结构有关的扩散器几何结构。第三是包括散射层的性质和扩散器表面的光滑度/粗糙度的扩散器散射性质。第四是在扩散器上的扩散颗粒的分布，诸如，散射的故意的非均匀性或者在扩散器表面上的或者沿着特定的扩散器维度的散射性质的变化。这些属性允许例如控制轴向( O)发射的光相对于“侧向”发射的光( 90度)以及相对于“高角度”(> 130度)的比。这些属性也可以根据由荧光剂载体和光源发射的光的几何结构和图案而不同地应用。对于二维荧光剂载体和/或光源，诸如显示在图4中的那些，发射的光是大体向前指向的(例如，朗伯漫(Lambertian))。对于这些实施例，上文中列出的属性可以提供将向前指向的发射图案扩散成宽光束强度轮廓。在第二和第四属性上的变化可以特别地适用于从向前指向的发射轮廓获得宽光束全向发射。对于三维荧光剂载体(在下文中更详细地描述)和三维光源，如果发射没有被诸如散热器的其它灯表面阻挡，则被发射的光可以在大于90度处已经具有显著的发射强度。结果，上文中列出的扩散器属性可以用于提供对来自荧光剂载体和光源的光束轮廓的进一步的调节或者微调，使得它更接近地符合期望的输出光束强度、颜色均匀性、色点(colorpoint)等等。在一些实施例中，光束轮廓可以被调节，以基本符合从常规白炽灯泡的输出。至于上文中的关于独立于荧光剂几何结构的扩散器几何结构的第一属性，在光从扩散器表面均匀地发射的那些实施例中，相对于侧向( 90度)、以及相对于“高角度”(> 130度)的“向前地”(轴向地或者 O度)指向的光的量可以极大地取决于当从那个角度观察时扩散器的横截面积。图5显示了根据本发明的高窄的扩散器80的一个实施例，其具有小的二维荧光剂载体81。它的特征是，当沿着第一视角82观察时具有圆形的面积，以及当沿着第二视角84从侧面观察时具有更大的面积。如果扩散器的所有表面每单位面积发射相同量的光，则这种扩散器通常具有相对于“侧向”发射的低的轴向光发射。当被小的二维荧光剂载体81内部地照亮时，扩散器表面可以不都发射相同量的光。因此，扩散器几何结构的影响可以根据诸如内部光源的发射轮廓的因素而变化。通常，如果散热器或者其它光阻挡特征出现在扩散器的基部，则提闻扩散器的闻度可以提闻向后的或者闻角度发射的量。图6显示了根据本发明的扩散器90的另一个实施例，其特别适应于根据共面光源和或荧光剂载体91的发射图案的均匀全向发射。扩散器90具有接近均匀的球形几何结构，其提供了当被从所有角度观察时接近恒定的横截面积。这促进了均匀的或者接近全向的发射强度。置于第二属性，与荧光剂载体几何结构有关的扩散器几何结构，图7显示了扩散器100的另一个实施例，其被设置成特别适用于典型地提供向前指向或者朗伯漫(Lambertian)发射图案的二维荧光剂载体和共面的LED光源。扩散器100是长椭圆形并且具有窄的颈部102。通过在扩散器100的基部处放置光源和/或荧光剂载体，由于扩散器表面的散射性质，将本应从源指向向前角度的光将被“拦截”并且被指向更高的角度或者侧向( 90度)。具有三维光源和荧光剂载体时这个效果也可以发生，但是效果可能较小。在这些三维的实施例中的一些实施例中，扩散器可以不需要颈部特征，但是可以采用更球形的形状。图8是显示来自从二维荧光剂载体和共面LED光源的向前指向或者朗伯漫(Lambertian)发射图案112的一个实施例的图110。发射图案114显示了，在由线112表示的发射图案之后的灯发射图案经过如图7所示的扩散器。图案114显示了减小了的轴向( O度)发射强度，但是侧向( 90度)发射显著更高。这反映了，与向前指向的发射图案112相比更均匀的发射图案。关于上文中列出的第三属性，扩散器散射性质，扩散器的不同实施例可以包括由诸如玻璃或者塑料的不同材料制成的载体和一个或者多个散射膜、层或者区域。可以使用上文中参考荧光剂层的沉积描述的方法沉积，并且散射层可以包括颗粒的紧密封装(densepacking)。散射颗粒也可以被包括在粘合剂材料中，该粘合剂材料可以与上文中参考用于荧光剂层的粘合剂描述的那些相同。散射颗粒层可以具有不同的散射颗粒浓度，这取决于应用和使用的材料。散射颗粒浓度的适宜范围是从0.01%到0.2%，但是可以理解，浓度可以更高或者更低。在一些实施例中，浓度可以低到0.001%。也可以理解，散射颗粒层在不同区域可以具有不同的扩散颗粒浓度。对于一些散射颗粒，由于更高浓度的吸收，可能存在损耗的增加。因此，散射颗粒的浓度可以被选择，以保持可接受的损耗数值，而同时扩散光以提供期望的发射图案。散射颗粒可以包括许多不同的材料，包括但不限于:硅土；高岭土(kaolin);氧化锌(ZnO);氧化钇(Y2O3);二氧化钛(TiO2);硫酸钡(BaSO4);氧化铝(Al2O3);熔凝硅石(SiO2);锻制氧化硅(SiO2);氮化铝；玻璃珠；二氧化锆(ZrO2);碳化硅(SiC);氧化钽(TaO5);氮化硅(Si3N4);氧化铌(Nb2O5);氮化硼(BN);或者荧光剂颗粒(例如，YAG: CE、BOSE)在材料的不同组合或者不同形式的相同材料的组合中，超过一中散射材料可以用于实现特定的散射效果。
散射层可以位于扩散器的内表面上、夕卜表面上或者可以与载体混合。散射层的载体的表面可以是光学地光滑的或者粗糙的。散射层可以由膜或者通过颗粒之间的空气粘附到载体表面的颗粒(诸如，硅土或者高岭土颗粒)组成。散射层也可以包括在诸如硅土、铝土等等的膜的粘合剂基体层中的颗粒，硅类颗粒。它们可以被喷涂到载体的内或者外表面上，或者载体本身可以包含散射颗粒。可以模制成扩散器形状的散射膜的一个实例是可从富士龙光学公司(FusionOptix Inc.)商业地获得的膜。通常，散射材料或者颗粒的特征可以在于，入射在颗粒上的光被从它的初始光路重新定向的程度。在各个颗粒的情况下，较大的颗粒将趋向于米氏扩散(Mie scatter),导致在光的方向的相对小的变化。较小的颗粒趋向于瑞利扩散(Reyleigh scatter),导致在方向的大的变化以及在与颗粒相互作用之后光的实质上均匀的或者各向同性的分布。由颗粒组成的膜可以以类似方式工作。可以使用种类广泛的表面特征和/或散射颗粒，其效能由吸收(较小的更好)和与周围基体/环境的折射率差指数(较大的差产生更有效的扩散)确定。扩散器表面的光滑度可以用于影响由于全内反射(TIR)效应而向后朝向突光剂载体的光源指向的光的量。光滑的内表面可以导致全内反射和重新定向的光，否则其将被朝向源定向。相反，粗糙的内表面可以减小全内反射效应的量。向后朝向另一个内部灯表面的源重新定向的光可以被吸收，导致减小了的灯效率。向后朝向荧光剂层散射的光可以导致增加的向下转换的量，以及因此由于扩散器的原因在灯的色温或者色点上的偏移。但是，高度数的后向散射也可以通过产生“光盒(lightbox)”效应而提高均匀度，在光盒效应中，光在扩散器中被内部地散射，导致在扩散器表面上的更均匀的分布和灯的发射光束轮廓的更均匀的色点和强度分布。对于第四属性，在表面上的扩散器散射分布，在扩散器表面上的散射性质的均匀性可以用于控制在特定区域从表面发射的光的量，以及因此获得的光束轮廓。当与其它属性结合时，诸如图7所示的具有在扩散器中的颈部特征的属性二，这可以是特别有用的。通过使用具有窄颈部区域的长椭圆形扩散器，以及在展现二维荧光剂载体和共面LED光源的发射的灯中的粗糙高散射(瑞利(Rayleigh)或者各向同性)内粗糙表面薄膜，光的显著部分可以被侧向地定向，如显示在图8中的一样。可以通过增加传输经过扩散器的颈部区域中的散射膜的光的量而放大该效果。如果被荧光剂载体和光源发射的光的显著部分与扩散层相互作用，则光将在扩散器的主体内的周围弹射(bounce)，其可以增强均匀的发射。通过产生其中的散射膜更透明的区域，诸如通过使在这种区域中散射膜更薄、较少扩散或者更光滑，可以提高离开那个表面的相对强度。在图7所示的实施例中，离开颈部区域进入侧向光束方向的光的量可以通过在那个区域具有更薄或者更光滑的散射层而增加。这些仅仅是这些属性可以以不同方式组合以提供期望发射图案的方法中的一些。组合可以导致能够提供全向以外的许多不同灯发射图案的许多不同形状。图9-12显示了可以用于在根据本发明的灯中的二维载体荧光剂(如下文中描述的三维荧光剂)的一些附加的扩散器形状和尺寸。图9显示了扩散器130，扩散器130与显示在图7中的实施例类似并且是具有较短窄颈部的基本球形的形状。扩散器130的一个实施例的尺寸被显示在图9中，图10-12中也显示了扩散器的尺寸。图10显示了扩散器140的另一个实施例，扩散器140不具有较短的颈部并且保持它的球形形状的大部分。图11显示了没有颈部区域的扩散器150的另一个实施例，但是保持了它的球形形状的大部分。图12显示了扩散器160的另一个实施例，其中扩散器包括多半球形状。这些形状提供了具有不同的图案和不同的效率水平的发射器，如下文中描述和显示在附图中的。存在扩散器(以及载体荧光剂)可以采用的无数的其它的形状，并且具有狭长的、蘑菇状的、子弹形的、圆柱形的、蛋形的、椭圆形的、旋转对称的等等的一些附加的形状。在其它实施例中，扩散器可以采用基部较宽并且至少远离基部的一部分变窄的形状。这些实施例可以采用底部比顶部宽的形状。图13至16是显示根据本发明的灯的发射特性的图，该灯具有二维荧光剂载体，该二维荧光剂载体具有设置在荧光剂上方使得来自荧光剂载体的光穿过扩散器的扩散器130。图13和14显示了与没有扩散器的灯相比、以及也与标准通用电气60瓦特超暖灯泡(Extra Soft Light Bulb)相比的灯的发射特性。图15和16显示了从O到180度视角的发射强度的变化。图17至20与在图13至16中的图类似，显示了根据本发明的也具有二维荧光剂载体的灯的发射特性，该二维荧光剂载体具有设置在荧光剂载体上方的扩散器140。图21至24也与图13至16中的那些类似，显示了根据本发明的也具有二维荧光剂载体的另一个灯的发射特性，该二维荧光剂载体具有设置在荧光剂载体上方的扩散器150。同样地，图25至28也与图13至16中的那些类似，显示了根据本发明的也具有二维荧光剂载体的另一个灯的发射特性，该二维荧光剂载体具有设置在荧光剂载体上方的扩散器160。根据本发明的灯可以包括上文中描述的那些之外的许多不同的特征。再次参考图4，在具有腔54的那些灯实施例中可以被填充透明导热材料以进一步增强对于灯的散热。腔传导材料可以提供用于从光源58散发热的次级路径。来自光源的热将仍然经过平台56传导，但是也可以经过腔材料到散热器结构52。这将允许光源58的较低工作温度，但是出现对于荧光剂载体62的提高工作温度的危险。这种设置可以使用在许多不同的实施例中，但是特别适用于与荧光剂载体的工作温度相比具有更高的光源工作温度的灯。在荧光剂载体的附加加热可以被容许的应用中，这种设置允许热被更有效地从光源传播。如上文中讨论的，根据本发明的不同的灯实施例可以设置具有许多不同类型的光源。图29显示了与被上文描述并且显示在图4中的灯50类似的灯210的另一个实施例。灯210包括散热器结构212，散热器结构212具有腔214，腔214具有设置成保持光源218的平台216。荧光剂载体220可以包括在腔214的开口的上方并且至少部分地覆盖腔214的开口。在这个实施例中，光源218可以包括设置在分离的LED封装件中或者以阵列方式设置在单个的多LED的封装件中的多个LED。对于包括分离的LED封装件的实施例，每个LED可以包括它本身的主光学器件或者透镜222。在具有单个的多LED的封装件的实施例中，单个的主光学器件或者透镜224可以覆盖所有LED。也可以理解，LED和LED阵列可以具有次光学器件或者可以被设有主和次光学器件的组合。可以理解，LED可以没有设置透镜，以及在阵列实施例中，每个LED可以具有它自己的透镜。像灯50 —样，散热器结构和平台可以设置具有必需的电迹线或者导线以提供电信号到光源218。在每个实施例中，发射器可以耦接在不同的串联和并联设置中。在一个实施例中，可以使用八个LED，其通过两根导线串联连接到电路板上。导线然后可以被连接到上文描述的电源单元。在其它实施例中，可以使用多于或者少于八个，如上文中提到的一样，可以使用能够从克里公司(Cree，Inc.)商业地获得的LED,包括八个XLamp xp-e led或者四个XLamp xp-g led。不同的单串LED电路描述在属于van de Ven等人的题目为“具有单串颜色控制的单串发光装置的颜色控制”的美国专利申请第12/566，195号中，以及属于van de Ven等人的题目为“具有补偿旁路电路的固态发光装置及其操作方法”的美国专利申请第12/704，730中，其两者都通过引用的方式引入在这里。在上文描述的灯50和210中，光源和荧光剂载体共用用于散发热的热路径，被称为热耦合。在一些实施例中，如果用于荧光剂载体和光源的热路径没有被热连接(称为热去耦合)，荧光剂载体的散热可增强。图30显示了根据本发明的灯300的另一个实施例，灯300包括在散热器结构305内的光学腔302。像上文中的实施例一样，灯300也可以设置为没有灯腔，其中，LED安装在扩散器的表面上或者在具有不同形状的三维的或者基座的结构上。基于平面LED的光源304安装到平台306上，并且荧光剂载体308安装到腔302的顶部开口上，其中，荧光剂载体308具有上文描述的任何特征。在所示实施例中，荧光剂载体308可以是扁平盘形状并且包括导热透明材料和荧光剂层。它可以用导热材料或者上文中描述的装置安装到腔上。腔302可以具有反射表面，以如上文中描述的一样增强发射效率。来自光源304的光穿过荧光剂载体308，在荧光剂载体308处它的一部分被荧光剂载体308中的荧光剂转换成不同波长的光。在一个实施例中，光源304可以包括蓝色发射LED并且荧光剂载体308可以包括如上文中描述的吸收蓝色光的一部分并且重新发射黄色光的黄色荧光剂。灯300发射LED光和黄色荧光剂光的白色光组合。像上文中一样，光源304也可以包括发射不同颜色的光的许多不同的LED并且荧光剂载体可以包括其它的荧光齐U，以产生具有期望的色温和再现的光。灯300也包括安装在腔302上方的成形的扩散器圆顶310，该扩散器圆顶310包括扩散或散射颗粒，诸如上文中列出的那些。散射颗粒可以设置在可固化粘合剂中，该可固化粘合剂被以大体圆顶形状形成。在所示实施例中，圆顶310安装到散热器结构305并且在与散热器结构305相反的端部处具有扩大部。可以使用不同于上文讨论的粘合剂材料，诸如娃树脂、环氧树脂、玻璃、无机玻璃、电介质、BCB、聚酰胺(polymides)、聚合体(polymers)以及它们的混合物。在一些实施例中，白色散射颗粒可以用于具有白色的圆顶中，该白颜色遮掩了光学腔中的荧光剂载体308中的荧光剂的颜色。这给整个灯300提供了白色的外观，该白色的外观与荧光剂颜色相比对于消费者通常是更视觉可接受的或者有吸引力的。在一个实施例中，扩散器可以包括白色二氧化钛颗粒，白色二氧化钛颗粒可以给扩散器圆顶310提供它的整体白色外观。扩散器圆顶310可以提供的附加的优点是，以更均匀的图案分布从光学腔中发出的光。如上文中讨论的一样，来自光学腔中的光源的光可以被以大体朗伯漫(Lambertian)图案发射并且圆顶310的形状与散射颗粒的散射性质一起导致光以更全向的发射图案从圆顶发射。被设计的圆顶可以在不同区域中具有不同浓度的扩散颗粒，或者可以成形为特定的发射图案。在一些实施例中，圆顶可以被设计，使得来自灯的发射图案遵守能源部(DOE)能源之星定义的全向分布标准。灯300满足的这个标准的一个要求是，发射均匀度必须在从O至135度视角的平均值的20%内；来自灯的总通量的>5%必须在135至180度发射区域中发射，其中，在0、45、90度方位角进行测量。如上文中提到的一样，在这里描述的不同的灯实施例也可以包括满足能源部(DOE)能源之星标准的A型改型LED灯泡。本发明提供了高效的、可靠的和成本有效的灯。在一些实施例中，整个灯可以包括能够被快速和容易地组装的五个部件。像上文中的实施例一样，灯300可以包括适合常规电插座的类型的安装机构。在所示的实施例中，灯300包括用于安装到标准爱迪生插座上的螺纹部312。像上文中的实施例一样，灯300可以包括标准插头，电插座可以是标准电源输出，或者可以包括GU24基座单元，或者它可以是夹子并且电插座可以是容纳并且保持该夹子的插座(例如，用在许多荧光灯中的一样)。如上文提到的一样，灯300的一些部分(features)之间的空间可以被考虑为混合室，其中，在光源306和荧光剂载体308之间的空间包括第一光混合室。在荧光剂载体308和扩散器310之间的空间可以包括第二光混合室，其中混合室促进灯的均匀的颜色和强度发射。其可以应用到下文中具有不同形状的荧光剂载体和扩散器的实施例中。在其它实施例中，可以包括附加的扩散器和/或荧光剂载体，形成附加的混合室，并且扩散器和/或荧光剂载体可以以不同顺序设置。根据本发明的不同的灯实施例可以具有许多不同的形状和尺寸。图31显示了根据本发明的灯320的另一个实施例，灯320与灯300类似并且类似地包括在散热器结构325中的光学腔322，其中光源324安装到光学腔322中的平台326。像上文中的一样，散热器结构不必需具有光学腔，并且光源可以设置在散热器结构之外的其它结构上。这些可以包括具有光源的平面表面或者基座。荧光剂载体328通过热连接安装在腔开口的上方。灯320也包括安装到散热器结构325上的扩散器圆顶330，在光学腔的上方。扩散器圆顶可以由与上文描述并且显示在图15中的扩散器圆顶310相同的材料制成，但是在此实施例中，圆顶300是椭圆形或者蛋形的，以提供不同的灯发射图案同时仍然遮掩来自荧光剂载体328中的荧光剂的颜色。也注意到，散热器结构325和平台326是热去耦合的。也就是说，在平台326和散热器结构之间存在空间，使得它们不共用用于散发热的热路径。如上文中提到的一样，与不具有去耦合热路径的灯相比，这可以提供提高了的从荧光剂载体的散热。灯300也包括用于安装到爱迪生插座中的螺纹部332。图32至34显示了根据本发明的灯340的另一个实施例，灯340与被显示在图31中的灯320类似。它包括具有光学腔342的扩散器结构345和在光学腔上方的荧光剂载体348，该光学腔342具有在平台346上的光源344。它进一步包括螺纹部352。它也包括扩散器圆顶350，但是在这个实施例中，扩散器圆顶在顶部是扁平的，以提供期望的发射图案，同时仍然遮掩荧光剂的颜色。灯340也包括在光源344和散热器结构345 (从光源34)之间的中间层354。在一些实施例中，中间层可以包括热隔离材料，并且光源344可以具有促进从发射器到光源基板边缘散热的特征。这可以促进到散热器结构345的外边缘的散热，在这里它可以通过散热片散发。在其它实施例中，中间层354可以是电绝缘的，以电隔离散热器结构345与光源344。电连接然后可以形成到光源的顶部表面上。在上文中的实施例中，荧光剂载体是二维的(或者扁平的/平面的)，其中，在光源中的LED是共面的。但是，可以理解，在其它的灯实施例中，荧光剂载体可以采用包括不同三维形状的许多不同的形状。术语三维意思是，表示不同于上文实施例中所示平面的任何形状。图35至38显示了根据本发明的三维荧光剂载体的不同实施例，但是可以理解，它们也可以采用许多其它的形状。如上文中讨论的一样，当荧光剂吸收并且重新发射光时，光以各向同性的方式发射，使得3维荧光剂载体用来转换以及也扩散来自光源的光。像上文中描述的扩散器一样，3维载体层的不同的形状可以以具有不同特性的发射图案发射光，该部分地取决于光源的发射图案。突光剂层的散射和转换性质也可以在突光剂载体的表面上变化。扩散器然后可以与荧光剂载体的发射匹配，以提供期望灯发射图案。图35显示了包括半球形载体355和荧光剂层356的半球形荧光剂载体354。半球形载体355可以由与上文中描述的载体层相同的材料制成，并且荧光剂层可以由与上文中描述的突光剂层相同的材料制成，以及扩散颗粒可以如上文中描述的一样被包括在载体和荧光剂层中。在这个实施例中，突光剂层356显不在载体355的外表面上,但是可以理解,突光剂层可以在载体层的内层上，与载体混合，或者三者的任何组合。在一些实施例中，使荧光剂层在外表面上，可以最小化发射损耗。当发射器光被突光剂层356吸收时,它被全向地发射，并且光中的一些可以向后发射并被诸如LED的灯元件吸收。荧光剂层356也可以具有与半球形载体355不同的折射率,使得来自突光剂层的向前发射的光可以从载体355的内表面反射回来。由于被灯元件吸收，这个光也可以被损耗。荧光剂层356在载体355的外表面上，被向前发射的光不需要经过载体355并且将不会因为反射而被损耗。被向后发射的光将遭遇载体的顶部，在这里它的至少一些将反射回去。这种设置导致来自磷光层356的光的减少，该光向后发射进入载体中并且在其中可被吸收。可以使用许多上文中描述的相同的方法沉积突光剂层356。在一些情况下,载体355的三维形状可能需要附加的步骤或者其它的过程，以提供必需的覆盖度。在实施例中，其中溶剂-荧光剂-粘合剂的混合物被喷涂以及载体可以如上文中所述地被加热，以及可需要多个喷嘴以提供在载体上的期望覆盖度，诸如，接近均匀的覆盖。在其它实施例中，可以使用更少的喷嘴同时旋转载体，以提供期望的覆盖度。像上文中的一样，来自载体355的热可以使溶剂蒸发并且帮助固化粘合剂。在其它实施例中，突光剂层可以通过复现过程(emersion process)形成，由此突光剂层可以形成在载体355的内或者外表面上，但是，特别适用于形成在内表面上。载体355可以至少部分地被填充粘附到载体表面的荧光剂混合物，或者另外地与之接触。混合物然后可以从载体排出，留下荧光剂混合物层在表面上，其然后可以被固化。在一个实施例中，混合物可以包括聚氧化乙烯(PEO)和荧光剂。载体可以被填充并且然后被排空，留下聚氧化乙烯(PEO)-荧光剂的混合物层，其然后可以被热固化。PEO蒸发或者被通过热而排空，留下荧光剂层。在一些实施例中，粘合剂可以被施加以进一步固定荧光剂层，而在其它实施例中，荧光剂可以保留而没有粘合剂。像用以涂敷平面载体层的过程一样，这些过程可以用在三维载体中以施加能够具有相同的或者不同的荧光剂材料的多个荧光剂层。荧光剂层也可以涂敷在载体的内侧和外侧两者上，并且在载体的不同区域可以具有不同厚度的不同类型。在其它实施例中，可以使用不同的过程，诸如，用可以热成形到载体上的荧光剂材料的片来涂敷载体。在使用载体355的灯中，发射器可以设置在载体的基部，使得来自发射器的光向上发射并且穿过载体355。在一些实施例中，发射器可以以大体朗伯漫(Lambertian)图案发射光，并且载体可以帮助以更均匀图案扩散该光。
图36显示了根据本发明的三维荧光剂载体357的另一个实施例，包括子弹形载体358和在载体的外表面上的荧光剂层359。载体358和荧光剂层359可以使用如上文中描述的相同的方法由相同材料形成。不同形状的荧光剂载体可以用于不同的发射器，以提供整体的期望灯发射图案。图37显示了根据本发明的三维荧光剂载体360的另一个实施例，包括球形载体361和在载体的外表面上的荧光剂层362。载体361和荧光剂层362可以使用如上文中描述的相同的方法由相同的材料形成。图38显示了根据本发明的另一个实施例荧光剂载体363，具有大体球形的载体364，载体364具有窄颈部365。像上文中的实施例一样，荧光剂载体363包括在载体364的外表面上的突光剂层366,突光剂层366与上文中描述的那些一样由相同材料制成并且使用相同方法形成。在一些实施例中，具有与载体364类似形状的荧光剂载体可以更有效地转换发射器光并且重新发射来自光源的光，从朗伯漫(Lambertian)图案到更均匀的发射图案。具有保持LED的三维结构(诸如基座)的实施例可以提供来自三维荧光剂载体的甚至更分散的光图案。在这些实施例中，LED可以在不同角度处在荧光剂载体内，使得它们提供的光发射图案的朗伯漫小于平面LED光源。这然后可以被三维荧光剂载体进一步扩散，其中扩散器微调灯的发射图案。图39至41显示了根据本发明的灯370的另一个实施例，具有散热器结构372、光学腔374、光源376、扩散器圆顶378和螺纹部380。这个实施例也包括三维荧光剂载体382，三维荧光剂载体382包括导热透明材料和一个荧光剂层。它也通过热连接安装到散热器结构372。但是，在这个实施例中，荧光剂载体382是半球形的并且发射器被设置，使得来自光源的光穿过荧光剂载体382，在荧光剂载体382处它的至少一些被转换。三维荧光剂载体382的形状提供了在它和光源376之间的自然分离。因此，光源376没有安装于在散热器中形成光学腔的凹槽中。相反，光源376安装在散热器结构372的顶部表面上，其中，光学腔374由在荧光剂载体382和散热器结构372的顶部之间的空间形成。在使用用于光源376的蓝色发射LED和黄色荧光剂的灯370的实施例中，荧光剂载体382可以呈现黄色，并且扩散器圆顶378遮掩这个颜色同时扩散灯光进入期望的发射图案。在灯370中，用于平台和散热器结构的传导路径被耦合，但是可以理解，在其它实施例中，它们可以被去耦合。图42显示了根据本发明的灯390的一个实施例，包括如上文中描述的一样安装在散热器394上的八个LED光源392。发射器可以以许多不同的方式耦合到一起，并且在所示的实施例中，被串联地连接。注意到，在这个实施例中，发射器没有安装在光学腔中，而是相反安装在散热器394的顶部平面表面上。图43显示图42所示的灯390，圆顶形的荧光剂载体396安装在光源392的上方。显示在图43中的灯390可以与显示在图44和45中的扩散器398组合，以形成灯的扩散光发射。图46至49是显示根据本发明的灯390的发射特性的图，灯390具有圆顶形三维荧光剂载体，该三维荧光剂载体具有设置在荧光剂上方的扩散器398，使得来自荧光剂载体的光穿过扩散器。图46和47显示了与没有扩散器的灯相比以及也与标准通用电气60瓦超暖灯泡(Extra Soft Light Bulb)相比的灯的发射特性。图48和49显示了从O到180度视角的发射强度的变化。图50至53与在图46至49中的图类似，并且显示了根据本发明的灯的发射特性，该灯也具有圆顶形三维荧光剂载体，该圆顶形三维荧光剂载体具有设置在荧光剂载体上方的如图10所示的扩散器140。图54至57也与在图46至49中的那些类似，并且显示了根据本发明的另一个灯的发射特性，该灯也具有圆顶形三维荧光剂载体，该圆顶形三维荧光剂载体具有设置在荧光剂载体上方的如图11所示的扩散器150。同样地，图58至61也与在图46至49中的那些类似，并且显示了根据本发明的另一个灯的发射特性，该另一个灯也具有圆顶形三维荧光剂载体，该圆顶形三维荧光剂载体具有设置在荧光剂载体上方的如图12所示的扩散器160。图62主要包括CIE图，该CIE图显示上文中描述并且显示在图42至62中的不同的灯实施例的在各视角上的颜色变化。图63显示了扩散器400的另一个实施例，该扩散器400可以用在经受荧光剂载体光泄漏的实施例中，诸如，通过散热器的边缘。扩散器400的基部402可以扩散经过这些边缘的光。图64至66显示了根据本发明的灯410的另一个实施例。它包括与显示在上文中的图39至41中的灯370相同的很多特征。但是，在这个实施例中，荧光剂载体412是子弹形的并且以与上文中描述的荧光剂载体的其它实施例相同的方式起作用。可以理解，这些仅仅是在本发明的不同实施例中荧光剂载体可以采用的不同形状中的一些。图67显示了根据本发明的灯420的另一个实施例，灯420也包括具有光学腔424的散热器422和荧光剂载体428，光学腔424具有光源426。灯420也包括扩散器圆顶430和螺纹部432。但是，在这个实施例中，光学腔424可以包括分离的套环结构(collarstructure) 434，如图68所示，套环结构434可从扩散器422拆除。这提供了分离的元件，可以比整体散热器更容易地涂覆反射材料。套环结构434可以是带螺纹的，以与在散热器结构422上的螺纹配合。套环结构434可以提供的附加优点是，机械地将印刷电路板向下夹到散热器上。在其它实施例中，为了更容易的制造，套环结构434可以包括代替螺纹的机械搭扣装置。如上文中提到的，三维荧光剂载体的形状和几何结构可以协助把发射器的发射图案转换成另一个更理想的发射图案。在一个实施例中，它可以协助把朗伯漫(Lambertian)发射图案改变成在不同角度更均匀的发射图案。扩散器然后可以进一步将来自荧光剂载体的光转换到最终期望的发射图案，同时，当灯关闭时，遮掩荧光剂的黄色外观。其它因素也可以对发射器、荧光剂载体和扩散器组合的能力做出贡献，以产生期望的发射图案。图69显示了根据本发明的一个灯实施例的发射器轨迹440、荧光剂载体轨迹442和扩散器轨迹44的一个实施例。荧光剂载体轨迹442和扩散器轨迹444显示这两个特征的下边缘围绕发射器440。在这些特征的实际形状之外，在这些特征的边缘之间的距离DI和D2也可以影响荧光剂载体和扩散器提供期望发射图案的能力。这些特征的形状与边缘之间的距离一起可以基于发射器的发射图案而优化，以获得期望灯发射图案。可以理解，在其它实施例中，灯的不同的部分可以移除，诸如整个光学腔。使得套环结构414可拆除的这些特征可以允许更容易将反射层涂覆光学腔，以及也允许在故障的情况下移除和替换光学腔。根据本发明的灯可以具有包括许多不同数量的LED的光源，其中一些实施例具有小于30个LED，以及在其它实施例中，具有小于20个LED。其它实施例可以具有小于10个LED，具有更少的LED芯片使得灯光源的成本和复杂度通常是较低的。在一些实施例中，多个芯片光源覆盖的面积可以小于30平方毫米，以及在其它实施例中，小于20平方毫米。在其它实施例中，它可以小于10平方毫米。根据本发明的灯的一些实施例也提供大于400流明的稳态光输出，以及在其它实施例中，大于600流明。在其它实施例中，灯可以提供大于800流明的稳态光输出。一些灯实施例可以提供这个光输出，同时灯的热管理特征允许灯保持触摸起来相对较凉。在一个实施例中，灯保持触摸起来小于60摄氏度，以及在其它实施例中，它保持触摸起来小于50摄氏度。在其它实施例中，灯保持触摸起来小于40摄氏度。根据本发明的灯的一些实施例也可以在大于每瓦特40流明的效率下工作，以及在其它实施例中，在大于每瓦特50流明的效率下。在其它实施例中，灯可以在大于每瓦特55流明下工作。根据本发明的灯的一些实施例可以产生具有大于70的显色指数(CRI)的光，以及在其它实施例中，具有大于80的显色指数。在其它实施例中，灯可以在大于90的显色指数下工作。根据本发明的灯的一个实施例可以具有提供具有大于80的显色指数和大于320流明/光瓦特(lumens/optical Watt)的福射流明当量(lumen equivalent ofradiation (LER))和3000K相关色温(CCT)的灯发射的荧光剂。根据本发明的灯发射的光的分布可以在O到135度视角的均值的40%内，以及在其它实施例中，该分布可以在相同视角的均值的30%内。其它实施例可以具有符合能源之星规格的在相同视角处的均值的20%的分布。实施例也可以发射大于在135至180度视角的总通量的5%的光。如上文中提到的，根据本发明的扩散器可以具有不同的区域，该不同的区域扩散和透射不同量的来自灯光源的光，以获得期望的灯发射图案。再次参考显示在图7和9中的扩散器形状，扩散器的不同区域可以具有不同散射和透射性质的区域，以获得全向的发射。图70显示了根据本发明的灯450的一个实施例，灯450包括扩散器451，其下部452位于扩散器的基部处，该下部452可以具有与上部454不同的散射(反射)和透射性质。在这个实施例中，下部452散射或者反射经过它的光的大约20%并且透射大约80%。上部454散射或者反射经过它的光的80%并且透射大约20%。图71是显示提高的灯发射特性的图460，其可以通过包括扩散器451的灯实现，具有共面光源和平面的或者二维的荧光剂载体。颈缩的几何结构的透射可以增加相对于轴向( O度)发射的光而侧向( 90度)定向的光的量。图72显示了根据本发明的灯470的另一个实施例，灯470具有扩散器472，扩散器472具有与显示在图6中的扩散器90类似的形状。在扩散器的基部处的下部474可以具有与上部476不同的散射(反射)和透射性质。在这个实施例中，下部474散射或者反射经过它的光的大约20%并且透射大约80%。上部476散射或者反射经过它的光的80%并且透射大约20%。图73是显示提高的发射特性的图480，其可以通过包括扩散器472的灯实现，具有共面光源和平面的或者二维的荧光剂载体。通过提高透射过扩散器472的下部的光的量，利用接近球形的扩散器，当结合平面(朗伯漫(Lambertian))光时，可以实现接近白炽灯状的强度分布图案。也可以通过改变厚度、散射颗粒密度、颗粒尺寸或者性质等等，使得例如沉积在下部474上的散射层的厚度小于沉积在上部476上的厚度，从而产生这个分布。已经在上文中描述具有以不同方式设置的不同元件的许多不同的灯实施例，但是可以理解，根据本发明的灯可以以上文描述的那些之外的方式设置。图74至77显示了根据本发明的灯500的另一个实施例，灯500与上文中描述的灯中的许多类似，包括但不限于，显示在图31中的灯320。它包括具有光学腔504的散热器结构502，光学腔504具有在光学腔平台508上的光源506。像上文中的实施例一样，它也包括可以是许多不同形状的突光剂载体510,但是在所示的实施例中是球形的。灯500进一步包括螺纹部512,在所示的实施例中，螺纹部512与爱迪生类型插座兼容。它也具有内灯主体514并且包括在光源506和散热器结构502之间的中间层(没有显示出)。这些元件可以具有上文描述的类似特征的许多相同的特征和特性，并且可以使用相同的方法制造。灯500进一步包括扩散器圆顶516，但是在这个实施例中，圆顶与上文中描述的那些不同，并且具有大体不对称的“矮胖(squat)”形。术语“矮胖”通常指圆顶具有小于宽度520的高度518 (如图76所示)。这个圆顶形状导致在不同位置处在荧光剂载体510和扩散器圆顶516之间具有不同距离。例如，与在90度处(S卩，侧向地)从荧光剂载体发射的光相比，在相对于灯的O度视角处(B卩，正向上)从荧光剂载体发射的光走过较小的距离就到达扩散器元件。这导致从荧光剂载体上的荧光剂到扩散器圆顶的距离是动态的。也就是说，它根据发射角度而变化。这个扩散器圆顶形状可以导致特定优点，包括但不限于下列中的一个或者两者。它可以提供的机械性优点是，降低灯500的高度到允许它更容易地适合于如上文中显示在图3中的A19替代灯泡的尺寸规格。此外，它可以提供的附加的优点是，允许灯500满足如上文中描述的能源部(DOE)能源之星发射特性。这个圆顶形提供了围绕灯500的侧面的更大的扩散器面积，其可以提高侧向地来自灯500的强度轮廓。可以理解，诸如扩散器、荧光剂载体、光源等等的灯特征可以具有许多不同的形状和尺寸。图78显示了灯530的另一个实施例，灯530包括具有保持光源536的光学腔534的散热器532。它进一步包括爱迪生螺纹部538和矮胖形扩散器圆顶540。在这个实施例中，荧光剂载体542是子弹形的而不是球形的。像上文中的实施例一样，这导致从荧光剂载体上的荧光剂到扩散器圆顶的距离是动态的，如上文中描述的一样。可以理解，扩散器圆顶可以采用显示在图74至78中的形状之外的许多不同的形状，以提供在荧光剂载体和扩散器圆顶之间的动态关系。在一些实施例中，扩散器圆顶的形状可以至少部分地取决于荧光剂载体的形状以实现期望的灯尺寸和发射特性。图79至82显示了根据本发明的矮胖扩散器圆顶560的一个实施例的尺寸。在一些情况下，无论内部地或者外部地沉积在扩散器圆顶上的均匀扩散器涂层可以不能有效地产生适合于能源之星符合性(在O度到135度，最大值与平均值的比〈20%并且最小值比平均值〈20%)的具有高效率(>85%)的期望的宽发射强度轮廓。对于具有成形以提供在荧光剂载体和扩散器圆顶之间的动态关系的扩散器的实施例这甚至可以适用。如上文中讨论的一样(诸如参考图70至73)，根据本发明的扩散器圆顶可以具有不同的区域，该不同的区域散射和透射不同量的来自灯光源的光，以帮助产生期望的灯发射图案。这个方法也可以是可适用于显示在图74至82中的不同的实施例。在一些实施例中，散射和透射不同量的光的不同区域可以通过在不同区域用不同量的扩散材料涂敷扩散器圆顶而实现。这又可以改变光源的输出光束强度轮廓，以提供如上文中描述的提高的发射特性。
在一些实施例中，本发明可以依赖于扩散器元件(S卩，扩散器圆顶)和扩散器涂层散射性质的组合以产生灯的期望远场强度轮廓。在不同的实施例中，扩散器厚度和位置可以取决于不同因素，诸如，扩散器圆顶几何结构、光源设置、以及从荧光剂载体发射的光的图案。在一个实施例中，扩散器圆顶可以设置成把二维LED、LED阵列、平坦荧光剂转换层或者三维荧光剂载体的发射强度轮廓转换成更宽的光束轮廓，诸如，与白炽A19灯尺寸和能源部(DOE)能源之星发射特性相关的光束轮廓。这可以实现对常规白炽灯泡的LED基替代品的制造。已经发现局部的和/或非均匀涂层产生宽光束强度轮廓，该宽光束强度轮廓对于白炽灯替代品和满足均匀发光强度分布的能源之星符合性是理想的。非均匀涂层也可以提供实现能源之星符合性的能力，不管散热器和扩散器球几何结构如何。在通常意义上，足够的、部分的涂层在干净的(clear)或者被均匀涂敷的扩散器圆顶上的适当设置，可以操纵穿过扩散器圆顶的可见光子的散射和强度轮廓具有优选的角度。在能源之星符合性的情况下，优选的布置将重新定向可见光子，使得在高角度的发射强度大于120度。这些布置可以提供使用便宜的二维光源的灯，同时满足A19尺寸和能源之星发射标准。实施例的局部涂层可以作为涂层存在，其覆盖扩散器的一定百分比并且仅仅具有一个单独发光器区域，或者涂层可以作为沿着扩散器的特定区域的环或者带。图83显示了扩散器圆顶580的一个实施例，具有覆盖它的表面的大部分的均匀涂层582和具有更多扩散材料的更厚的带状涂层584。在所示的实施例中，更厚的带状涂层584在特定视角范围内围绕扩散器圆顶580展开，其中带状涂层584防止更多的光在那个特定区域逃逸，导致它在更高的或者更低的角度偏离。图84是显示典型的白炽灯592、具有有均匀散射性质的扩散器圆顶的LED灯594、以及具有扩散器圆顶(该扩散器圆顶具有带(或者区域)、而该带(或者区域)具有更多扩散材料)的LED灯596的发射强度轮廓的图590。轮廓594显示，均匀涂层的低视角或者轴向光强度小于在45度至105度之间的角度处的强度。现在参见轮廓596，在45度和105度之间的强度小于轴向光的强度。由于这个强度偏移，在大于105度的角度处光是更强的。轮廓596显示，具有非均匀涂层的灯可以提供等同于以及在一些情况下好于白炽灯的发光分布。图85显示图84所示的发射轮廓596的更靠近的视图，显示了具有扩散器(扩散器具有非均匀涂层(即，更大的光散射或者扩散的带或者区域))的LED灯的发射强度相对于视角的曲线。图86是列出与发射图85所示的轮廓的灯的性能相比的能源之星符合性数据的表。与能源之星符合性相关的因素中的一个是最小值与平均值的比。具有均匀涂层的一些灯可以达到接近高达26%的值。通过比较被图86所示的发射轮廓，能够实现大约17%的值并且符合“小于20%”的要求。在这种情况下，具有附加扩散材料的带状涂层的在扩散器圆顶上或者内的正确位置的设置(在45度和105度之间)提供了期望的扩宽的发射轮廓。如上文中提到的，附加的扩散器可以设置在扩散器圆顶上的许多不同的带或者区域。本发明的另一个实施例包括非均匀涂层，该非均匀涂层可以包括多个局部涂层。可以使用本申请中描述的任何方法涂敷局部涂层，其中一个方法是，喷涂到扩散器圆顶上。附加的扩散器的一个涂层可以靠近扩散器球的中间部沉积，诸如，在大约45度至105度视角范围内。附加的扩散器的第二涂层可以然后在扩散器圆顶的顶部沉积，以覆盖O至大约45度的视角。这些组合的涂层阻挡了在O和105度之间的可见光子的大部分，允许更多的光在更高的角度穿过扩散器圆顶。现在参见图87，具有扩散器圆顶(该扩散器圆顶具有这两个局部涂层)的灯的发射强度轮廓600与来自典型白炽灯的轮廓602的相比较。轮廓是非常类似的并且如图88所示的表610中的一样，这两个部分非均匀结构实现了能源之星符合性。注意到，一些实施例的实验已经显示，薄的第一带的应用提供了最小值与平均值的比率的一些降低(例如，30%到27%)。通过增厚第一带，进一步地，该比率被更多地降低，从27%到24%。也通过实验确定，一旦附加的扩散器被施加在扩散器圆顶的顶部(在大约O到45度的范围内)，则实现13%至19%的最小值与平均值的比率。这仅仅是用于产生期望灯发射特性的根据本发明可以实现的许多不同的扩散器带设置中的一个。根据本发明的扩散器的不同实施例可以包括，沿着内和外表面的任何方向改变散射性质。在一些实施例中，扩散器可以包括透明材料(基板)，透明材料包括在它的内表面上具有变化的散射性质的散射膜。其它的可以包括透明球，该透明球具有在它的内和/或外表面上的散射膜。散射膜可以具有许多不同的厚度，至少部分地取决于使用的膜/粘合剂的材料、散射材料的类型和膜中扩散材料的密度。在一些实施例中，透明球可以具有从0.1到1000微米范围内的散射膜厚度，其中膜在球的内部和/或外部上。在使用基于纤维素的粘合剂的实施例中，膜厚度可以在从0.1至100微米范围内，其中膜在球的外部和/或内部上。在使用基于纤维素的粘合剂的一些实施例中，可以使用基于铝土的扩散颗粒，其中一些颗粒具有0.1至4.0微米的直径。在其它实施例中，扩散器可以包括透明球，散射膜可以包括基于甲基硅树脂的粘合剂，其中膜在球的内部和/或外部上。在这些实施例中，膜的厚度可以在从0.1至700微米的范围内，并且可以包括由不同材料制成的散射颗粒。一些实施例可以包括铝土散射颗粒，这些实施例具有在0.1至4.0微米范围内的平均颗粒尺寸。膜的厚度可以大于上文中描述的那些并且可以使用不同的粘合剂和颗粒材料。如讨论的一样，扩散器圆顶和扩散器可以包括上文中描述的任何材料并且可以使用上文中描述的任何方法涂敷。在一些实施例中，用于扩散器的粘合剂材料可以是有机聚合物，诸如，乙基纤维素、硝化纤维素或者聚氧化乙烯(poly (ethylene oxide)),或者无机聚合体系统，诸如娃树脂或者乙基聚娃酸盐(ethyl polysilicate)。在其它实施例中，粘合剂可以包括釉质(enamel)。在一些实施例中，扩散器可以包括在一些实施例内具有从0.1到1.0微米范围内的颗粒尺寸的铝土、硅土、钛白的散射颗粒。在一些实施例中，扩散器球材料可以是硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃或者聚碳酸酯热塑性塑料。一个实施例可以包括散射在乙基纤维素粘合剂中的直径为大约0.5至0.8微米的铝土颗粒。用于包含铝土颗粒和乙基纤维素的溶液的溶剂可以是乙酸乙酯、乙醇、异丙醇、乙二醇单乙醚乙酸酯(ethylene glycolmonoethyl ether acetate)和酞酸二丁酯。上文中描述的范围可以适用于具有期望的发射效率的灯，诸如，大于85%。具有更厚的层，可以导致降低的灯发射效率。图89是显示根据本发明的如上文描述的形成在矮胖形扩散器624的内表面上的非均匀散射膜622的一个实施例的厚度变化的图620。在不同高度测量膜622的厚度，并且在从大约21微米厚度以及10毫米的高度到大约200微米的厚度以及30毫米的高度的范围内。膜的厚度在扩散器的顶部是大约44微米。可以理解，这些厚度可以如上文讨论的根据许多因素变化，诸如，扩散器形状、粘合剂材料、扩散颗粒的类型、等等。也可以理解，膜可以使用这里描述的许多不同的方法形成在扩散器上，诸如喷涂或者浸涂。在其它实施例中，可以通过提供具有整体地包括于其中的扩散颗粒的相对厚的扩散器而实现这个轮廓。圆顶的部分然后可以被移除以留下更大厚度的和提高了散射性质的区域或者带。这个扩散器材料可以使用许多不同的方法移除，诸如掩膜或者刻蚀。图620显示了高度从大约30毫米到40毫米的较厚的扩散器膜的带，该带对经过扩散器的这个部分或者带的光具有提高的散射性质。图也显示了在10毫米的底部高度处的大约20微米、以及在大约47毫米的顶部高度处的大约50微米的膜厚度。这个轮廓导致对于扩散器的不同区域的厚度的确定范围。对于底部高度到顶部高度，厚度的比可以落在2-5的范围内。在其它实施例中，厚度的比可以落在1.5至10的范围内，但是在其它实施例中，该比可以落在这个范围之外。在所示的实施例中，底部高度到顶部高度厚度比是大约
2.5。底部高度和带之间的厚度的比可以在从2-30范围内，或者在这个范围内的任何更小的范围。这个比在所示的实施例中是大约20。膜622使用硅树脂，作为其粘合剂，并且可以理解，使用其它的粘合剂，诸如基于纤维素的粘合剂，可以产生通常更薄或者更厚的膜，该膜可以仍然落在这些比的范围内。图90至95显示了根据本发明的具有以不同方式设置的不同扩散器层的扩散器圆顶的不同实施例。这些仅仅被作为实例提供，并且可以理解，依据本发明可以被提供许多不同的设置。图90显示了具有均匀外扩散器涂层632和在均匀涂层632上的外局部涂层634的扩散器圆顶630。可以使用许多不同方法施加局部涂层634，诸如通过喷涂或者浸涂。图91显示了具有均匀内扩散涂层642和局部外涂层644的扩散器圆顶640，可以使用不同的方法施加，诸如喷涂或者浸涂。图92显示了具有均匀外涂层652和局部内涂层654的扩散器圆顶650。图93显示了具有均匀外涂层662和具有变化厚度的局部内涂层664的扩散器圆顶660。图94显示了具有局部内涂层672的干净(clear)或者透明的扩散器圆顶670，局部内涂层672具有变化的厚度。图95也显示了具有多个内涂层682、684的干净(clear)的或者透明的扩散器圆顶680，该多个内涂层682、684中的所有或者一些可以具有变化的厚度。虽然上文中讨论的许多涉及改变在扩散器圆顶的区域中的扩散特性，但是可以理解，远程荧光剂可以具有转换材料浓度不同的区域。这也可以协助产生期望的发射轮廓和期望的光特性。在一些实施例中，远程荧光剂在顶部或者顶部周围可以具有增加的转换材料，但是该增加可以是其它的区域。可以理解，上文中描述的设置同样地可适用于上文所述的灯泡类型之外的照明应用。上文中的特征的所有或者一些也可适用于面积和管型照明。也就是说，这些不同类型的灯可以使用不同形状的远程转换材料和不同形状的远程扩散器。如上文中的实施例，远程扩散器的各区域可以具有提高的扩散特性，或者可以具有帮助产生期望发射轮廓的形状。可以理解，根据本发明的灯或者灯泡可以以上文描述的实施例之外的许多不同的方式设置。参考远程荧光剂讨论了上文中的实施例，但是可以理解，替换的实施例可以包括至少一些具有共形荧光剂层的LED。这可以特别适用于具有从不同类型的发射器发射不同颜色的光的光源的灯。这些实施例可以以别的方式具有上文中描述的特征中的一些或者所有。图96至111显示了根据本发明设置的附加的灯或者灯泡实施例。图96显示了灯750的一个实施例，灯750包括平面基座或者散热器752，散热器752具有在扩散器752的顶部表面上的共面LED 754的阵列。三维的或者非平面的荧光剂载体756在LED754的上方安装到扩散器752上，在LED 754和荧光剂载体756之间具有空间。扩散器758包括在荧光剂载体756的上方，在二者之间具有空间。灯750和下文描述的图97至111中的实施例的元件可以具有相同的性质并且可以以与上文所述的实施例中的灯中的对应元件相同的方式制造。在这个实施例中，荧光剂载体756和扩散器758实质上是球形的，扩散器758遮掩荧光剂载体756。图97显示了根据本发明的灯760的另一个实施例，灯760具有基座或者散热器762，共面LED 764安装在散热器762上，荧光剂载体766安装在的上方并且与LED 764隔开。扩散器768安装在荧光剂载体766上方并且与荧光剂载体766隔开，其中两者再次都是实质上球形的。在这个实施例中，散热器762具有更大的深度，并且在一个实施例中，可以具有立方体形状。扩散器768安装到散热器762的侧表面并且荧光剂载体766安装到散热器762的顶部表面。图98显示了根据本发明的灯770的另一个实施例，灯770具有与图97的灯760示出的那些类似的散热器772、共面LED 774和扩散器778。也包括荧光剂载体776，该荧光剂载体776安装到散热器772的侧表面上。图99显示了根据本发明的灯780的另一个实施例，灯780与图96中的灯750类似，并且包括基座或者散热器782，具有荧光剂载体786和扩散器788。它也包括LED 784，LED 784在这个实施例中安装在具有成角度的表面的基座789上因此LED 784不是共面的，并且可以在不同的方向上发射光。图100显示了根据本发明的灯790的另一个实施例，灯790具有立方体形状的基座或者散热器792、荧光剂载体796和扩散器798。也包括LED794，但是在这个实施例中，它们是在散热器792的侧表面上，使得LED 794在不同的方向上发射。可以理解，LED 794也可以在散热器792的其它表面上，荧光剂796和扩散器798可以是球形形状或者诸如管形的许多其它形状。图101至103显示了可以针对不同应用而设置的灯的不同的实施例，所示的实施例被设置为泛光灯。图101显示了灯800的一个实施例，灯800具有安装在壳体804的基部处的共面LED 802，壳体804具有侧表面805，侧表面805可以对于灯光不透明并且可以是反射性的。荧光剂载体806安装在壳体804内，在LED 802的上方并且与LED 802隔开。扩散器808安装到壳体上，在荧光剂载体806的上方并且与荧光剂载体806隔开。图102显示了根据本发明的灯810的另一个实施例，灯810与灯800类似，但是在这个实施例中，LED 812安装在基座814上，使得它们不共面。图103显示了根据本发明的灯820的另一个实施例，灯820与灯810类似，但是具有安装在LED 824上方的球形荧光剂载体822。不同实施例可以具有许多不同的设置和形状，并且图104显示了包括二维灯板的灯830的另一个实施例。LED 833安装在具有不透明的/反射性的侧表面835的壳体834内。荧光剂转换器836和扩散器838安装到壳体834上，在LED 833上方并且与LED 833隔开。图105显示了包括二维两侧发光板/盒的灯840的另一个实施例。在这个实施例中，LED 842可以安装在盒的相对侧面上，朝向彼此发射。荧光剂载体844可以在LED 842的边缘上沿盒的长度延伸，以及扩散器846沿盒的长度延伸，在与荧光剂载体844隔开的外部。图106显示了根据本发明的灯850的另一个实施例，灯850与灯840类似，但是在这个实施例中，是具有后侧反射器852的二维一侧发射板/盒。图107显示了与图105所示的灯840类似的根据本发明的灯860的另一个实施例。但是在这个实施例中，荧光剂载体862和扩散器864是管形的，并且可以包括在LED 866之间至少部分地沿着荧光剂载体的长度的波导管或者空气。图108显示了根据本发明的灯870的另一个实施例，灯870与灯860类似，并且具有管形的荧光剂载体872和扩散器874。在这个实施例中，灯870进一步包括分级提取元件波导管876，该分级提取元件波导管876在LED 878之间至少部分地沿着荧光剂载体872的长度延伸。图109显示了根据本发明的灯880的另一个实施例，灯880与灯860类似，但是在这个实施例中，管状形的扩散器的一部分可以包括反射器882。图110显示了根据本发明的灯890的另一个实施例，灯890包括二维均匀光发射板。共面LED 892的阵列安装在腔或者基板894的边缘上。荧光剂载体896安装在LED 892的上方并且与LED 892隔开，多个扩散器层898安装在荧光剂载体的上方并且与荧光剂载体隔开。基板894的底部表面可以包括反射表面，这种设置中，板光源在垂直于基板894的方向上发射至少一些。图111显示了灯900的另一个实施例，灯900可以被设置为与上文描述的实施例类似的泛光灯。灯900包括具有不透明的或者反射性的侧表面的壳体902，LED 904安装在壳体902的基部处。扩散器906也安装在壳体902上并且与LED 904隔开。三维波导管908包括在壳体902中，在LED 904和扩散器之间，LED 904发射光进入波导管908中。波导管908的表面中的至少一些用荧光剂或者荧光剂载体910覆盖，LED光经过波导管，与荧光剂908相互作用并且被转换。虽然已经参考特定优选的结构详细描述本发明，但是其它的型式是可能的。因此，本发明的精神和范围不应当被限制在上文中描述的型式中。
权利要求
1.一种灯，包括: 固态光源，所述固态光源发射基本前向发射图案；以及 扩散器，所述扩散器设置成改变所述前向发射图案，使得所述灯发射具有比所述前向发射图案均匀度更高的发射图案。
2.根据权利要求1所述的灯，其中，所述基本前向发射图案包括基本朗伯漫发射图案。
3.根据权利要求1所述的灯，其中，所述光源是基本平面的
4.根据权利要求1所述的灯，其中，所述基本均匀的发射图案是基本全向的。
5.根据权利要求1所述的灯，其中，所述扩散器在其表面上具有变化的散射性质。
6.根据权利要求1所述的灯，其中，所述扩散器沿所述扩散器的至少一个维度具有变化的散射性质。
7.根据权利要求1所述的灯，其中，所述光源是固态光源。
8.根据权利要求1所述的灯，进一步包括波长转换元件，所述波长转换元件设置在所述光源与扩散器之间的 光路上。
9.根据权利要求8所述的灯，其中，所述转换元件包括透明荧光剂载体。
10.根据权利要求8所述的灯，其中，所述波长转换元件包括具有透明导热材料的荧光剂载体。
11.根据权利要求1所述的灯，其中，所述扩散器包括扩散器圆顶。
12.根据权利要求1所述的灯，其中，所述扩散器包括基本旋转对称的扩散器圆顶。
13.根据权利要求1所述的灯，其中，所述扩散器包括基本线性的扩散器圆顶。
14.根据权利要求1所述的灯，其中，所述扩散器包括矮胖形的扩散器圆顶。
15.根据权利要求1所述的灯，其中，所述扩散器包括扩散材料，其中，所述扩散器具有被更大量扩散材料覆盖的一个或者多个区域。
16.根据权利要求1所述的灯，进一步包括散热元件以传导转换热离开所述波长转换材料。
17.根据权利要求8所述的灯，其中，所述转换元件是三维的。
18.根据权利要求17所述的灯，其中，所述转换元件是基本旋转对称的。
19.根据权利要求17所述的灯，其中，所述转换元件是基本线性的扩散器圆顶。
20.根据权利要求8所述的灯，其中，所述转换元件是平面的。
21.根据权利要求1所述的灯，其中，所述光源包括多个共面发光二极管(LED)。
22.根据权利要求8所述的灯，其中，所述转换元件和所述扩散器是基本截头球形的，使得所述荧光剂载体和扩散器提供双圆顶结构。
23.根据权利要求1所述的灯，其中，从所述扩散器发射的光具有在视角范围内均值的40%内的空间均匀度。
24.根据权利要求1所述的灯，其中，从所述扩散器发射的光具有在视角范围内均值的20%内的空间均匀度。
25.根据权利要求6所述的灯，其中，所述变化的散射性质包括变化的散射表面性质或者变化的散射材料的体积。
26.根据权利要求6所述的灯，其中，所述变化的散射性质包括在较高光强度的所述光源发射的轴线上的较高扩散器散射能力以及在具有较低光强度的所述光源发射的轴线上的较低扩散器散射能力。
27.一种灯，包括: 光源；以及 光学元件，所述光学元件至少部分地覆盖所述光源，使得来自所述光源的至少一部分光穿过所述光学元件，所述光学元件具有沿所述元件的至少一个维度变化的散射性质，以改变由所述光源发射的光的发射分布。
28.根据权利要求27所述的灯，其中，所述光学元件改变由所述光源发射的光的角度分布。
29.根据权利要求27所述的灯，其中，所述光源发射具有基本非均匀发射分布的光，所述光学元件将所述基本非均匀分布改变成基本均匀分布。
30.根据权利要求27所述的灯，其中，所述光源发射基本朗伯漫发射图案，所述光学元件将所述基本朗伯漫发射图案改变成基本均匀发射图案。
31.根据权利要求27所述的灯，其中，所述光学元件包括具有变化的散射性质的扩散器。
32.根据权利要求31所述的灯，其中，所述扩散器具有沿所述扩散器的一个维度变化的散射性质。
33.根据权利要求27所述的灯，其中，所述光源是固态光源。
34.根据权利要求27所述的灯，进一步包括位于所述光源与扩散器之间的光路上的波长转换元件。
35.根据权利要求34所述的灯，其中，所述转换元件包括荧光剂载体。
36.根据权利要求34所述的灯，其中，所述转换元件是三维的。
37.根据权利要求34所述的灯，其中，所述转换元件是平面的。
38.根据权利要求34所述的灯，其中，所述转换元件是基本旋转对称的。
39.根据权利要求30所述的灯，其中，所述转换元件是狭长的。
40.根据权利要求27所述的灯，其中，所述光学元件包括扩散器。
41.根据权利要求40所述的灯，其中，所述扩散器是基本旋转对称的。
42.根据权利要求40所述的灯，其中，所述扩散器具有狭长形状。
43.根据权利要求40所述的灯，其中，所述扩散器包括矮胖形圆顶。
44.根据权利要求27所述的灯，其中，从所述光学元件发射的光具有在视角范围内均值的40%内的空间均匀度。
45.根据权利要求27所述的灯，其中，从所述光学元件发射的光具有在视角范围内均值的20%内的空间均匀度。
46.根据权利要求27所述的灯，其中，所述变化的散射性质包括在较高光强度的所述光源发射的轴线上的较高扩散器散射能力以及在具有较低光强度的所述光源发射的轴线上的较低扩散器散射能力。
47.一种照明装置，包括: 光源； 扩散器，所述扩散器与所述光源隔开并且位于所述光源的光路上；以及 波长转换元件，所述波长转换元件设置在所述光源与所述扩散器之间并且与所述光源和所述扩散器隔开，其中，所述扩散器的形状使得在不同发射角度，所述扩散器与所述转换材料之间具有不同距离。
48.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述光源是固态光源。
49.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述波长转换元件包括具有导热材料的荧光剂载体。
50.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器包括扩散器圆顶。
51.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器包括矮胖形扩散器圆顶。
52.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器是基本旋转对称的。
53.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器具有狭长形状。
54.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器包括扩散材料，其中，所述扩散器结合了变化散射性 质的一个或多个区域。
55.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器包括在所述扩散器的一个或多个区域上变化的散射性质。
56.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器扩散来自所述光源和/或所述波长转换材料的光。
57.根据权利要求47所述的照明装置，进一步包括散热元件，以传导转换热离开所述波长转换元件。
58.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述波长转换元件是三维的。
59.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述波长转换元件是平面的。
60.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述转换元件是基本旋转对称的。
61.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述转换元件是狭长的。
62.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述光源包括多个共面发光二极管(LED)。
63.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述光源包括多个不共面发光二极管(LED)。
64.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述波长转换材料是基本截头球形的。
65.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述扩散器是基本截头球形的。
66.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述波长转换元件和所述扩散器是基本截头球形的，使得所述波长转换材料荧光剂和扩散器提供双圆顶结构。
67.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述波长转换元件和所述扩散器是基本截头球形的，使得所述波长转换材料和扩散器包括双旋转对称结构。
68.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述波长转换元件和所述扩散器是狭长的，使得所述转换元件和扩散器包括双线性狭长结构。
69.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述光源与所述波长转换材料之间的空间和所述扩散器与所述荧光剂之间的空间包括光混合室。
70.根据权利要求47所述的照明装置，其中，当所述照明装置没有工作时，所述扩散器至少部分地隐藏所述波长转换材料的外观。
71.根据权利要求47所述的照明装置，其中，当所述照明装置没有工作时，所述扩散器展现基本白色的外观。
72.根据权利要求47所述的照明装置，提供至少800流明的稳态光输出。
73.根据权利要求47所述的照明装置，具有大于每瓦特50流明的发射效率。
74.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述光源包括10个或者更少的发光二极管。
75.根据权利要求47所述的照明装置，其中，所述光源包括IOmm2或者更小的发光芯片面积。
76.根据权利要求47所述的照明装置，发射具有大于80的显色指数(CRI)的光。
77.根据权利要求47所述的照明装置，其中，从所述扩散器发射的光具有在视角范围内均值的40%内的空间均匀度。
78.根据权利要求77所述的照明装置，其中，所述视角范围是O到135度。
79.根据权利要求47所述的照明装置，其中，从所述扩散器发射的光具有在视角范围内均值的20%内的空间均匀度。
80.根据权利要求79所述的照明装置，其中，所述视角范围是O到135度。
81.根据权利要求47所述的照明装置，其中，从所述扩散器发射的光具有在视角范围内CIE图上的标准偏差内的颜色均匀性。
82.根据权利要求81所述的照明装置，其中，所述标准偏差是4级麦克亚当椭圆。
83.根据权利要求81所述的照明装置，其中，所述视角范围是O到135度。
84.一种照明装置，包括: 光源； 扩散器，所述扩散器与所述光源隔开，所述扩散器包含具有不同扩散特性的区域；以及波长转换元件，所述波长转换元件设置在所述光源与所述扩散器之间并且与所述光源和所述扩散器隔开。
85.根据权利要求84所述的发光装置，其中，所述不同扩散特性由具有不同量的扩散材料的区域提供。
86.根据权利要求84所述的发光装置，其中，所述不同扩散特性包括具有不同量的扩散特性。
87.根据权利要求84所述的发光装置，其中，所述扩散器具有材料带，所述材料带具有不同量的扩散材料。
88.根据权利要求87所述的发光装置，其中，所述材料带能够位于相对于所述扩散器的轴线的45到105度范围内的角度处。
89.根据权利要求84所述的发光二极管，其中，所述扩散器在O和45度视角的视角处具有不同量的扩散材料。
90.根据权利要求84所述的发光装置，其中，所述扩散器的形状使得在不同发射角度处在所述扩散器和所述转换元件之间具有不同距离。
91.根据权利要求84所述的照明装置，其中，所述扩散器包括扩散器圆顶。
92.根据权利要求84所述的照明装置，其中，所述扩散器是狭长的。
93.根据权利要求85所述的照明装置，其中，所述扩散器是旋转对称的。
94.根据权利要求84所述的照明装置，其中，所述扩散器包括矮胖形的扩散圆顶。
95.根据权利要求84所述的照明装置，其中，所述转换元件的转换和/或散射性质在其表面上变化。
96.一种灯，包括: 固态光源，所述固态光源以发射图案而发射；以及 扩散器，所述扩散器设置成改变所述光源发射图案，使得所述灯发射具有比所述光源发射图案更高均匀度的发射图案，所述扩散器具有比其高度大的宽度。
97.一种灯，包括: 固态光源，所述固态光源以发射图案而发射；以及 扩散器，所述扩散器设置成改变所述光源发射图案，使得所述灯发射具有比所述光源发射图案更高均匀度的发射图案，所述扩散器形成为具有侧向区域，所述侧向区域的曲率半径小于顶部区域。
98.一种照明装置，包括: 固态光源； 扩散器，所述扩散器与所述光源隔开并且在所述光源的光路上；以及 波长转换元件，所述波长转换元件设置在所述光源与所述扩散器之间并且与所述光源和所述扩散器隔开，其中，所述转换元件具有变化的散射性质，并且所述扩散器具有变化的散射性质，其中，所述灯发射的图案比所述转换元件或扩散所述光源的光而不扩散另一种光的所述扩散器所发射 的图案更均匀。
全文摘要
照明装置包括光源和与光源隔开的扩散器。照明装置还包括波长转换材料，波长转换材料设置在光源和扩散器之间并且与光源和扩散器隔开，其中扩散器的形状使得在不同的发射角度，扩散器和所述转换材料之间具有不同距离。在其它实施例中，扩散器包括具有不同扩散特性的区域。一些灯设置成满足A19和能源之星照明标准。
文档编号F21K99/00GK103210252SQ201180022626
公开日2013年7月17日 申请日期2011年3月2日 优先权日2010年3月3日
发明者童涛, 罗南·勒托奎内, 贝恩德·凯勒, 埃里克·塔尔萨, 马克·尤曼斯, 西奥多·洛韦斯, 小尼古拉斯·W·梅登多尔普, 安东尼·范德文, 杰拉尔德·内格利, 彼得·古施尔, 袁宗杰 申请人:克利公司