基于散射光子提取的灯具制造技术

一种散射光子提取灯具，包括：具有第一表面的光学元件；用于发射短波长辐射的光源，该光源被布置成与光学元件的第一表面相对、垂直或相切；波长转换材料，其布置在光学元件的第一表面上，用于接收和下转换由光源发射的短波长辐射中的至少一些并且传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及布置成与波长转换材料相对的一个或更多个反射器器。散射光子提取灯系统包括多个发光灯具。在本发明专利技术的实施例中，一个或更多个波长转换材料被布置成远离光源，并且用来吸收一个光谱区中的辐射和发射另一个光谱区中的辐射。通过捕获短波长和下转换的辐射来提高照明效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及固态照明。具体地，本专利技术涉及使用固态照明(SSL)光源、光学元件、散热器和远程波长转换材料的高效照明灯具。
技术介绍
包括具有发光二极管(LED)的固态灯具的固态照明(SLL)发光装置是极为有用的，因为相比于传统灯具，例如采用白炽灯和荧光灯的灯具，固态照明发光装置潜在地提供了更低的制造成本和长期耐用性的益处。由于固态照明发光装置的长的操作(燃烧)时间和低功耗，即使当它们的初始成本大于传统灯的初始成本时，它们也常常提供功能性成本益处。因为可以使用大规模的半导体制造技术，所以可以以极低的成本生产许多固态照明灯具。除了诸如家用和消费电器、视听设备、电信设备和汽车仪表标记上的指示器灯的应用以外，LED还在室内或室外的信息显示方面获得了相当多的应用。例如，LED可以合并到头顶式照明灯具或壁挂式照明灯具中，并且可以针对美观性诉求来设计。随着发射蓝光或紫外(UV)光的高效LED的发展，生产如下LED已经变得可行所述LED通过LED的初级发射的一部分到更长波长的波长转换来生成白光。用于通过将初级发射的未转换部分与更长波长的光进行组合来产生白光的该系统是本领域中公知的。利用LED产生白光的其他选择包括以不同的比例混合两种或更多种彩色LED。例如，本领域中公知的是通过混合红色LED、绿色LED和蓝色LED来产生白光。类似地，已知通过混合RBG LED与琥珀色(RGBA) LED、或混合RGB LED与白色(RGBW) LED产生白光。最近的研究查明了 由LED生成的热减小了整体的光发射和灯泡耐用性。更具体地，当LED器件被加热到大于100° C的温度时，LED器件就变得效率更低，从而导致可见光谱的回报下降。持续的操作和结果产生的对高热的暴露还减小了 LED的有效寿命。另外，随着温度增加到大约90° C的阈值以上，一些下转换磷光体的固有的波长转换效率也急剧下降。本领域中还公知的是，可以使用反射面来增加投向到特定环境中的光发射量。反射面已经被用来将来自LED的光投向至波长转换材料和/或用来反射从波长转换材料生成的下转换的光。即使有了这些改进，本领域LED技术的现状在可见光谱中还是效率低下的。单个LED的光输出小于传统灯具(例如采用白炽灯的那些灯具)的光输出，，传统灯具在可见光谱中大约是10%的有效性。为了实现与采用白炽灯的现有灯具技术相当的光输出功率密度，LED器件通常需要更大的LED或具有多个LED的设计。然而，已经发现了合并更大的LED或多个LED的设计带来其自身的挑战，例如发热和能量利用率。
技术实现思路
为了满足该需要和其他需要，以及考虑到其目的，本专利技术提供了一种散射光子提取灯具，包括光学元件，具有第一表面和从第一表面延伸的至少一个基本上透明的侧壁；用于发射短波长辐射的光源，该光源布置在与光学元件的第一表面相对的上述至少一个基本上透明的侧壁的一端处；波长转换材料，其布置在光学兀件的第一表面上，用于接收和下 转换由光源发出的短波长辐射中的至少一些，并且向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及一个或更多个反射器，其被布置成与波长转换材料相对，使得光源被布置在波长材料与反射器之间，用于反射通过上述至少一个透明侧壁从光学元件提取的辐射中的至少一些；其中，上述至少一个基本上透明的侧壁在一端连接至包含波长转换材料的第一表面，并且在另一端连接至光源，以及其中，上述基本上透明的侧壁被配置成将从波长转换材料向后传递的辐射传送到发光装置的外部。该灯具还可以包括波长转换材料，其布置在光学元件的至少一个或更多个其他壁上，例如一个或更多个透明侧壁上。类似地，该灯具还可以包括附连至光源或邻近于光源的散热器。在一些实施例中，散热器在一侧附连到至少一个基本上透明的侧壁，并且在另一侧附连到一个或更多个反射器。例如，本专利技术的灯具可以是挤压式或旋转式发光灯具。该灯具还可以包括一个或更多个悬挂机构，其例如用于安装到墙壁上(如在壁挂式灯具中)或安装到天花板上(如在悬挂式灯具中)。光源可以是至少一个半导体发光二极管，例如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)或共振腔发光二极管(RCLED)。附加地或可替代地，光源可以是包含多于一个发光体的阵列，例如LED阵列。可以采用许多不同类型的LED作为光源。例如，当将阵列用作光源时，阵列可以包括相同或不同类型的一个或更多个LED。可以选择光源以提高能效，控制发射光的颜色质量，或者出于许多其他理由，例如美观性。波长转换材料可以包括一种或更多种材料，例如磷光体、量子点、量子点晶体和量子点纳米晶体及其混合物。在另一实施例中，本专利技术提供了一种挤压式散射光子提取灯具，包括用于发射短波长辐射的光源，该光源包括一个或更多个发光体；具有至少一个基本上透明的表面的细长的管状光学元件；波长转换材料，其布置在光学元件的至少一个表面上或与光学元件的至少一个表面集成在一起，并且远离光源，用于接收和下转换由该光源发射的短波长辐射中的至少一些，以及向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及一个或更多个反射体，其被布置成与波长转换材料相对，使得该光源被布置在波长转换材料与反射体之间，用于反射所接收到的并且下转换的辐射中的后向传递部分中的至少一些；其中，该灯具被配置成使得一些福射可朝着光源向后被发射为未转换的光福射，一些光可以不经转换而通过波长转换材料传递；以及其中，该灯具被配置成通过光源、光学元件和反射器的布置来捕获基本上所有的向前传递的转换光和向后传递的转换光。在又一实施例中，本专利技术提供了一种散射光子提取灯具，包括用于发射短波长辐射的光源，该光源包括附连到第一光学元件的一个或更多个发光体；波长转换材料，其布置在第二光学元件上或与第二光学元件集成在一起，用于接收和下转换由该光源发射出的短波长辐射中的至少一些，以及用于向后传递所接收到的并且经下变换的辐射的一部分；以及反射面，其在一侧附连至第一 光学元件以形成其中包含第二光学元件和波长转换材料的反射罩，用于反射所接收到的并且下转换的辐射中的后向传递部分中的至少一些；其中，第二光学兀件和波长转换材料悬挂在反射面内并且远离光源。在又一实施例中，本专利技术提供了一种包括多个发光灯具的散射光子提取灯系统。多个发光器具中的每个包括光学元件，其具有第一表面和从第一表面延伸的至少一个基本上透明的侧壁；用于发射短波长辐射的光源，该光源布置在与光学元件的第一表面相对的至少一个基本上透明的侧壁的一端上；波长转换材料，其布置在光学元件的第一表面上，用于接收和下转换由该光源发射的短波长辐射中的至少一些，以及用于向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及一个或更多个反射器，其被布置成与波长转换材料相对，使得该光源被布置在波长转换材料与反射器之间，用于反射通过至少一个基本上透明的侧壁从光学元件提取的辐射中的至少一些；其中，至少一个基本上透明的侧壁在一端连接至包含波长转换材料的第一表面，并且在另一端连接至该光源，以及其中，基本上透明的侧壁被配置成将从波长转换材料向后传递的辐射传送到发光灯具的外部。在又一实施例中，本专利技术提供一种散射光子提取灯具，包括光学元件，其具有第一表面、和一个或更多个第二表面，第一表面具有两个相对的边缘，其中，一个或更多个第二表面相切地或垂直地连接于第一表面的每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳达拉贾·纳伦德兰，顾益民，让·保罗·弗雷西尼耶，朱依婷，
申请(专利权)人：伦斯莱尔工艺研究院，
类型：发明
国别省市：