CN102971574A - 固态灯和灯泡 - Google Patents

Abstract

固态灯和灯泡，包括光源、一个或多个波长转换材料、相对于光源分离地或远距离地设置的区域或层、以及分离的散射器的不同组合和布置。这些部件被布置在散热器上，以便允许高效地、可靠地且成本效率高地制造灯和灯泡并且可以提供实质上全方向的发射样式，即使对于包括共面设置的LED的光源也是这样。此外，这个布置允许当灯没有照明时美学地遮掩或隐藏转换区域或层的外观。本发明的各种实施方式可以被使用以应对在制造适于直接替换传统白炽灯泡的灯或灯泡时与使用比如LED的高效固态光源关联的许多困难。本发明的实施方式可以被布置成符合公认的标准尺寸轮廓，比如属于比如白炽灯泡的商用灯的那些轮廓，同时仍然提供符合能源之星

标准的发射样式。

Description

固态灯和灯泡

本申请要求2010年3月3日提交的美国临时专利申请序号61/339,516、2010年3月3日提交的美国临时专利申请序号61/339,515、2010年9月24日提交的美国临时专利申请序号61/386,437、2010年12月19日提交的美国临时专利申请序号61/424,665、2010年12月19日提交的美国临时专利申请序号61/424,670、2011年1月19日提交的美国临时专利申请序号61/434,355、2011年1月23日提交的美国临时专利申请序号61/435,326、以及2011年1月24日提交的美国临时专利申请序号61/435,759的权益。本申请也是来自于2010年8月2日提交的美国专利申请第12/848,825号、2010年9月24日提交的美国专利申请第12/889,719号、2012年12月22日提交的美国专利申请第12/975,820号和2011年2月16日提交的美国专利申请第13/028,946号的部分继续申请并且要求它们的权益。

本发明的背景

技术领域

本发明涉及固态灯和灯泡，并且特别地涉及能够产生全方向发射样式（emission pattern，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

白炽的或基于灯丝的灯或灯泡通常被用作住宅和商业场所的光源。但是，这种灯是相当低效的光源，其中多达95%的输入能量被损耗，主要以热或红外能量的形式损耗。对白炽灯的一种常用的替换是通常所述紧凑型荧光灯（CFL），所述紧凑型荧光灯在把电转换成光方面是更有效的，但是需要使用有毒材料，该有毒材料与它的各种化合物一起可以导致慢性的和急性的中毒并且可以导致环境污染。一种用于提高灯或灯泡的效率的解决方案是使用比如发光二极管（一个或多个LED）的固态装置，而不是使用金属灯丝来产生光。

发光二极管通常包括被夹在相反地掺杂的层之间的一个或多个半导体材料的活性层。当在掺杂层上施加偏压时，空穴和电子被注入活性层，在活性层空穴和电子重新结合以产生光。光从活性层以及从LED的不同表面发出。

为了在电路或其他类似的装置中使用LED芯片，已知的是把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、光聚焦等等。LED封装也包括用于将LED封装电连接到外部电路的电引线、触点或迹线。在被图示在图1中的典型LED封装10中，单个LED芯片12通过焊接连接或导电环氧树脂安装在反射杯13上。一个或多个焊丝（wire bond）11将LED芯片12的欧姆触点连接到引线15A和/或15B，所述引线可以附接到反射杯13或与所述反射杯形成一体。反射杯可以用密封材料（encapsulant material，包封材料）16填充，所述密封材料可以包含比如磷光体的波长转换材料。由LED发出的在第一波长的光可以被磷光体吸收，磷光体可以响应地发出第二波长的光。整个组件然后被包封在透明保护树脂14中，所述透明保护树脂可以被以透镜的形状模制以准直被从LED芯片12发出的光。

图2显示了常规的LED封装的另一个实施方式，该LED封装包括安装至比如印刷电路板（PCB）承载件、基板或基台（submount）23的承载件上的一个或多个LED芯片22。安装在基台23上的金属反射体24围绕LED芯片22并且将由LED芯片22发出的光反射离开封装20。反射体24也对LED芯片22提供机械保护。一个或多个连结线连接27形成在LED芯片22上的欧姆触点和基台23上的电迹线25A、25B之间。安装的LED芯片22然后被用密封剂26覆盖，所述密封剂可以对芯片提供环境的和机械保护同时也作为透镜。金属反射体24典型地通过焊料或环氧树脂连接附接到承载件。

比如在图2的LED封装20中发现的那些LED芯片可以被包括一种或多种磷光体的转换材料涂敷，其中磷光体吸收LED光中的至少一些。LED芯片可以发出不同波长的光以便所述LED芯片发出来自于LED和磷光体的光的组合。LED芯片可以被用许多不同的方法用磷光体涂敷，其中一个适合的方法在美国专利申请第11/656,759和11/899,790号中描述，两者都属于Chitnis等人，并且两者都被命名为“晶圆级磷光体涂敷方法和使用该方法制造的装置（Wafer Level Phosphor Coating Method and DevicesFabricated Utilizing Method）”。替换地，LED可以使用其他方法涂敷，比如电泳沉积（EPD），其中一种适合的电泳沉积方法在属于Tarsa等人、被命名为“半导体装置的闭环电泳沉积（Close Loop Electrophoretic Depositionof Semiconductor Devices）”的美国专利申请第11/473,089中描述。

已经研发出与同LED分离或远离LED的转换材料相结合的使用固态光源（比如LED）的灯。这种装置在属于Tarsa等人、被命名为“使用固态光源的高输出半径散射灯（High Output Radial Dispersing Lamp Using aSolid State Light Source）”的美国专利第6,350,041中披露。在这个专利中描述的灯可以包括固态光源，该固态光源发射光使其穿过分隔器到达具有磷光体的散射器。散射器可以以期望的样式散射该光和/或通过用磷光体或其他转换材料将该光中的至少一些转换成到不同的波长而改变光的颜色。在一些实施方式中分隔器使光源与散射器分隔开足够的距离，以使得当光源带有房间照明所需要的升高的电流时来自于光源的热将不会传递到散射器上。额外的远距离磷光体技术在属于Negley等人的、被命名为“发光装置（Lighting Device）”的美国专利第7,614,759中描述。

结合远距离磷光体的灯的一个潜在的缺点是它们可能具有不期望的视觉的或美学特征。例如，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透明外观不同的表面颜色。在一些情况下，灯可能具有黄色或橙色外观，该黄色或橙色外观主要由磷光体转换材料引起，比如黄色/绿色和红色磷光体。对于当光没有被照射时可能引起对于周围的建筑元素的美学问题的许多应用，这个外观可能被认为是不理想的。这可能对这些类型的灯的总体消费者接受度具有不利的影响。

此外，与在转换过程的期间在磷光体层中产生热可以经由附近的芯片或基板表面传导或散发的保形的或邻近的磷光体装置相比，远距离磷光体装置可能具有不足够的热传导性热散发路径。没有有效的热散发路径，热隔离的远距离磷光体可能遭受升高的工作温度，该升高的工作温度在一些情况下可能甚至比在相当的保形涂层中的温度更高。这可以抵消通过相对于芯片远距离地设置磷光体而实现的益处的一些或全部。以不同方式陈述，相对于LED芯片的远距离磷光体布置可以减少或消除由于工作期间在LED芯片内产生的热所导致的磷光体层的直接加热，但是由于在光转换过程期间在磷光体层本身中产生的热以及缺乏适合的热路径以散发这个产生的热，所产生的磷光体温度降低可能被部分或全部抵消。

另一个影响使用固态光源的灯的实现和接受度的问题与由光源本身发出的光的性质有关。角度均匀性（也被称为发光强度分布）对于将代替标准白炽灯泡的固态光源也是重要的。标准白炽灯泡的灯丝和玻璃罩壳之间的几何关系、连同不需要电子器件或散热器的事实，允许来自于白炽灯泡的光以相对全方向的样式照射。也就是说，对于从灯泡的顶部到螺丝灯座竖直定向的灯泡，灯泡的发光强度被在竖直平面内的多个角度上相对均匀地分布，其中仅仅灯座本身呈现了显著的光阻碍。

为了制造高效的基于LED光源（以及关联的转换层）的灯或灯泡，通常理想的是，将LED芯片或封装设置在共面的布置中。这方便了制造并且可以通过允许使用常规的生产设备和过程而减少制造成本。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，朗伯曼（Lambertian）轮廓）。在旨在用固态灯或灯泡代替常规的灯（比如传统的白炽灯泡，白炽灯泡具有更加全方向的光束样式）的应用中，这种光束轮廓通常是不期望的。虽然把LED光源或封装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昂贵。固态光源也典型地包括电子电路和散热器，电子电路和散热器可能在某些方向上阻碍光。

发明内容

在某些实施方式中，本发明涉及使用固态光源的照明单元，所述固态光源与工业标准照明单元的形状相符，比如A19白炽或荧光光源，所述固态光源为这种照明单元提供了一定的性能特性的提高，比如与能源之星

性能要求的相适应。这些照明单元可以通过使用固态光源（比如发光二极管）、比如磷光体的波长转换材料、散射元件和热管理元件的不同组合来实现。在某些实施方式中，固态光源包括发射第一波长的光（例如蓝色光）的至少一个发光二极管和发射第二波长的光（例如红色光）的至少一个发光二极管。波长转换材料包括在固态光源上的远距离波长转换元件。波长转换元件包括与第一和第二波长的光中的至少一个相互作用以产生至少第三波长的光（例如黄色光）的至少一种磷光体。散射器元件与波长转换元件远离并且作用以产生更均匀的光发射。热管理元件包括散热器单元，散热器单元去除热并且包括配合在比如A19灯泡的标准白炽或荧光光源内的形状。

在某些实施方式中，本发明提供这样的灯和灯泡，这些灯和灯泡通常包括光源、一种或多种波长转换材料、相对于光源分离地或远距离地定位的区域或层、以及分离的散射层的不同的组合和布置。这个布置允许高效、可靠且成本效率高地制造灯和灯泡，并且可以提供实质上全方向的发射样式，即使是对于包括共面设置的LED的光源。此外，这个布置允许当灯没有照明时美学地遮掩或隐匿转换区域或层的外观。本发明的各种的实施方式可以用于解决与在适用于直接替换传统的白炽灯泡的灯或灯泡的制造中使用高效的固态光源（比如LED）相关联的许多困难。本发明的实施方式可以被设置为符合公认的标准尺寸轮廓，比如属于比如白炽灯泡的常用灯的那些标准尺寸轮廓，从而有助于这些灯泡的直接替换。

根据本发明的照明装置的一个实施方式包括在散热器上的光源。散射器也被包括在散热器上并且与光源间隔开。波长转换材料包括在散热器上并且设置在光源和散射器之间并与光源和散射器隔开。灯被布置成配合在A19罩壳内且同时发射基本上均匀的发射样式。

根据本发明的照明装置的另一个实施方式包括在散热器上的光源。像上文中的实施方式一样，散射器被包括在散热器上并且与光源间隔开。波长转换材料被包括在散热器上并且设置在光源和散射器之间并且与光源和散射器间隔开。散热器包括多个散热片，每个散热片均具有从照明装置的中心轴线向外成角度的下部有角度部分以及向后朝向中心轴线成角度的上部部分，其中照明装置发射基本上均匀的发射样式。

根据本发明的固态灯的一个实施方式包括具有多个散热片的散热器和安装在散热器上的固态光源。磷光体承载件被包括在散热器上，在光源上方并与光源间隔开。散射器也被包括在散热器上，在磷光体承载件上方并与磷光体承载件间隔开。磷光体承载件和散射器是基本上截头球形的，使得磷光体承载件和散射器提供双圆罩（double-dome）结构，其中灯装配在标准尺寸轮廓内，并且发射基本上均匀的发射样式。

本发明的这些和其他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的特征的附图中将变得明显。

附图说明

图1显示了现有技术的LED封装的一个实施方式的截面图；

图2显示了现有技术的LED封装的另一个实施方式的截面图；

图3显示了A19替换灯泡的大小规格；

图4是根据本发明的灯的一个实施方式的截面图；

图5是根据本发明的灯的一个实施方式的截面图；

图6是根据本发明的灯的一个实施方式的截面图；

图7-图10是根据本发明的磷光体承载件的不同实施方式的截面图；

图11是根据本发明的灯的一个实施方式的立体图；

图12是显示在图11中的灯的截面图；

图13是显示在图11中的灯的分解图；

图14是根据本发明的灯的一个实施方式的立体图；

图15是具有磷光体承载件的图14中的灯的立体图；

图16是根据本发明的灯的一个实施方式的分解图；

图17是显示在图16中的灯的截面图；

图18是根据本发明的散热器的一个实施方式的侧视图；

图19是根据本发明的灯的一个实施方式的立体图；

图20是显示在图19中的实施方式的立体分解图；

图21是显示在图19中实施方式的截面图；

图22是显示在图19中的实施方式的侧视图；

图23是显示在图18中的灯的部分的截面图；

图24是显示在图18中的灯的部分的另一个截面图，其具有不同的散热器散热片布置；

图25至图28是根据本发明的散射器圆罩的侧视图；

图29是根据本发明的散射器圆罩的另一个实施方式的侧视图；

图30是显示根据本发明的灯的对比发射轮廓的曲线图；

图31是显示根据本发明的灯的发射轮廓的曲线图；

图32是显示根据本发明的灯的一个实施方式的发射特性的表格；

图33是显示根据本发明的特定灯实施方式的发射轮廓的曲线图；

图34是显示根据本发明的灯的一个实施方式的发射特性的表格；

图35是显示在根据本发明的散射器中的散射器层厚度的一个实施方式的图；

图36至图41显示了根据本发明的散射器圆罩的不同实施方式；以及

图42是根据本发明的灯的另一个实施方式的截面图。

具体实施方式

本发明针对如下的灯或灯泡结构的不同的实施方式，这些灯或灯泡结构是高效的、可靠的且成本效率高的，并且在一些实施方式中这些灯或灯泡结构可以从定向的发光光源（比如前向发光光源）提供实质上全方向的发射样式。本发明也针对使用具有远距离转换材料（或磷光体）和远距离散射元件或散射器的固态发射体的灯结构。在一些实施方式中，散射器不仅用来将磷光体从灯使用者的视野遮掩开，而且也可以将来自于远距离磷光体和/或灯的光源的光散射或重新分布进入期望的发射样式。在一些实施方式中，散射器圆罩可以设置为将向前指向的发射样式散射进入对于通常的照明应用有用的更加全方向的样式。散射器可以用在具有二维和三维成形的远距离转换材料的实施方式中，并结合有能够把来自于LED光源的向前指向的发射转换成与标准白炽灯泡相当的光束轮廓的特征。

灯的一些实施方式可以具有在光源上方并且与光源间隔开的圆罩形的（或截头球形的）三维转换材料（磷光体承载件）。也可以包括圆罩形的散射器，该圆罩形的散射器与转换材料间隔开并且在转换材料上方，使得灯展现双圆罩结构。各个结构之间的空间可以包括光混合室，所述光混合室不仅促进灯发射的散射，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。其他的实施方式可以包括可以形成额外的混合室的额外转换材料或散射器。圆罩转换材料和圆罩形散射器的顺序可以是不同的，以使得一些实施方式可以具有在转换材料内侧的散射器，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散射器布置中的一些。

根据本发明的一些灯实施方式可以包括具有一个或多个LED芯片或封装的共面布置的光源，其中发射体安装在平坦的或平面的表面上。在其他的实施方式中，LED芯片可以是不共面的，比如是在基座上或其他三维结构上。共面的光源可以减少发射体布置的复杂性，使得共面的光源既更容易也更便宜制造。但是，共面光源趋向于主要在向前的方向上发射，比如以朗伯曼发射样式发射。在不同的实施方式中，发射模仿可以在不同的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样式的光样式可能是理想的。本发明的不同的实施方式可包括可以把发射样式从非均匀的转换成在视角范围内基本上均匀的特征。

在一些实施方式中，转换层或区域可以包括具有热传导性材料的磷光体承载件和至少一种磷光体材料，所述热传导性材料对于来自于光源的光是至少部分透明的，所述至少一种磷光体材料中的每一种吸收来自于光源的光并且发射不同波长的光。散射器可以包括散射薄膜/颗粒和比如玻璃罩壳的相关联承载件，并且可以用来散射或重定向由光源和/或磷光体承载件发出的光中的至少一些，以提供期望的光束轮廓。散射器的性质（比如几何结构）、散射层的散射性质、表面粗糙度或平滑度、以及散射层性质的空间分布可以用以控制各种灯性质，比如依据视角的颜色均匀性和发光强度分布。通过掩蔽磷光体承载件和其他内部灯特征，当灯或灯泡没有照明的时候散射器提供了期望的整体灯外观。

可以包括散热器结构，所述散热器结构可以与光源和与磷光体承载件、以及其他灯元件热接触以散发热量到周围环境中。也可以包括电子电路，以将电功率提供到光源以及提供其他性能，比如调暗等等，并且电路可以包括将功率施加到灯上的装置，比如爱迪生插座等等。

灯的不同的实施方式可以具有许多不同的形状和尺寸，其中一些实施方式具有配合到标准尺寸罩壳中的尺寸，比如如显示在图3中的A19尺寸罩壳30。这使得灯作为对常规的白炽的和荧光灯或灯泡的替代是特别有用的，其中根据本发明的灯具有减小的能量消耗和长的寿命，这是从本发明的固态光源提供的。根据本发明的灯也可以配合其他类型的标准尺寸轮廓，包括但不限于A21和A23。

在一些实施方式中光源可以包括固态光源，比如不同类型的LED、LED芯片或LED封装。在一些实施方式中单个的LED芯片或封装可以使用，而在其他的实施方式中多个LED芯片或封装可以布置成不同类型的阵列。通过使磷光体与LED芯片热隔离以及具有良好的散热性，LED芯片可以更高的电流水平驱动而不会导致对磷光体的转换效率和它的长期可靠性的不利影响。这可以允许对于过度驱动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。这随之又可以减小在灯的复杂性上的成本。这些LED封装可以包括用可经受得起升高的光通量的材料包封的LED或可以包括未经包封的LED。

根据本发明的一些LED灯可以具有从大约1200K到3500K的相关色温（CCT），而其他的一些LED可以发射具有从灯的顶部从0到150度变化不超过10%的发光强度分布的光。在其他的实施方式中，灯可以发射具有从0到135度变化不超过20%的发光强度分布的光。在一些实施方式中，来自灯的总通量的至少5%是在135-180度的区域内。其他的实施方式可以发射具有从0到120度变化不超过30%的发光强度分布的光。在一些实施方式中，LED灯具有使得随着视角的变化色度从加权平均点变化不超过0.004的颜色空间均匀性。其他的灯可以符合对于60瓦替换白炽灯泡的发光效率、颜色空间均匀性、光分布、显色指数、尺寸和底座类型的工作要求。

如在下文中更详细地描述的一样，根据本发明的LED灯可以具有许多不同类型的发射不同波长的光谱的发射体。在一些实施方式中，根据本发明的原理的发光单元发射在至少三个峰值波长处的光，例如蓝色、黄色和红色。至少第一波长固态光源发射，比如蓝色光，并且至少第二波长由波长转换元件发射，例如，绿色和/或黄色的光。取决于实施方式，第三波长的光（比如绿色和/或红色光）可以由固态光源和/或波长转换元件发射。在一些实施方式中，所述至少三个波长可以由波长转换元件或固态光源发射。在一些实施方式中，固态光源可以发射与波长转换材料的波长重叠的、近似的或相同的波长的光。例如，固态光源可以包括发射例如红光的波长的光，该发射的光与由波长转换材料中的磷光体（例如在波长转换材料中添加到黄色磷光体的红色磷光体）发射的光重叠或基本上相同。

在一些实施方式中，固态光源包括发射具有至少一个不同的峰值波长的光的至少一个额外的LED，和/或波长转换材料包括发射至少一个不同的峰值波长的至少一个额外的磷光体或荧光体。因此，发光单元发射具有至少四个不同的峰值波长的光。

根据该实施方式，固态光源可以包括单个或多个LED串。波长转换元件可以包括保形地涂敷在固态光源上的磷光体，所述磷光体设置在固态光源上方和/或作为不同的波长转换元件远离固态光源定位。例如，使用涂敷在或分配在在固态光源中的单个LED上的波长转换材料的发光单元在属于van de Ven等人、命名为“具有高显色指数的LED灯（LED Lamp withHigh Color Rendering Index）”的、转让给克利公司（Cree,Inc.）的美国专利申请第12/975,820号中描述，该申请以引证方式结合于本文。波长转换元件可以包括涂敷在磷光体承载件的内侧和/或外侧表面上的和/或嵌入磷光体承载件或与磷光体承载件形成整体的磷光体颗粒。散射器元件可以包括涂敷在散射器的外侧和/或内侧表面上的和/或嵌入散射器或与散射器形成整体的散射器颗粒。在一些实施方式中，散射器包括比如冲蚀和粗糙化的结构或特征。

根据该实施方式，与LED光源和波长转换材料之间的关系相关的不同布置是可能的。在一些实施方式中，远距离波长转换元件覆盖所有LED光源。在其他的实施方式中，远距离波长转换元件覆盖LED光源中的一些而不是LED光源中的全部。例如，远距离波长转换元件覆盖发射相同或近似波长的光（例如蓝色光）的LED，但是不覆盖发射另一个波长的光（例如红色光）的其他的LED。在一些实施方式中，至少第一远距离波长转换元件覆盖第一组LED，并且至少第二波长转换元件覆盖第二组LED。取决于实施方式，发光单元可以包括光学地耦合到所涂敷的波长转换材料、所设置的波长转换材料和/或远距离波长转换材料的LED。在LED和波长转换材料之间的其他布置是可能的。

在本发明的一些实施方式中，LED组件包括发射蓝色光的LED封装并且具有发射红色光的其他LED封装。在一些实施方式中，LED灯的LED组件包括具有至少两组LED的LED阵列，其中一组LED阵列如果照明的话将发射具有从440至480纳米的主波长的光，而另一组LED阵列如果照明的话将发射具有从605至630纳米的主波长的光。磷光体承载件可以布置为吸收以及重新发射来自于两个波长光谱中的一个或两个的光，并且可以具有一种或多种磷光体，每种磷光体可以吸收光并且重新发射不同波长的光（例如，波长向下变换）。一些灯实施方式可以包括发射蓝色和红色光的多个LED，其中磷光体承载件包括吸收蓝色光并且重新发射黄色或绿色光的黄色磷光体，其中蓝色光的一部分穿过磷光体承载件。来自于红色LED的红色光穿过黄色/绿色磷光体而很少被吸收或没有被吸收，使得灯发射蓝色、黄色/绿色和红色组合成的白色光。在另外其他的实施方式中，蓝色和红色LED的磷光体承载件可以包括黄色/绿色磷光体、以及包括红色磷光体，以便有助于灯发光的红色分量并且以便辅助散射LED光。

在一些实施方式中，LED可以包括两组，其中一组LED以第一串联串相互连接，以及另一组LED以第二串联串相互连接。这仅仅是LED可以相互连接的许多方式中的一种，并且可以理解LED可以以许多不同的并联和串联相互连接的组合来布置。

根据本发明的灯可以发射具有高显色指数（CRI）的光，比如在一些实施方式中为80或更高。在一些其他的实施方式中，灯可以发射具有90或更高的显色指数的光。灯也可以产生具有从2500K至3500K的相关色温（CCT）的光。在其他的实施方式中，光可以具有从2700K至3300K的相关色温。在其他一些实施方式中，光可以具有从大约2725K至大约3045K的相关色温。在一些实施方式中，光可以具有大约2700K或大约3000K的相关色温。在又一些其他的实施方式中，其中光是可调的（dimming），相关色温可以通过调光而减小。在这种情况下，相关色温可以减小到低至1500K或甚至1200K。在一些实施方式中，相关色温可以通过调光而提高。取决于实施方式，其他的输出光谱特性可以基于调光而改变。

应当注意到LED的其他布置可以用于本发明的实施方式。可以使用相同数量的每个类型的LED，以及LED封装可以以变化的样式布置。可以使用每个类型的单个LED。可以使用产生附加颜色的光的附加LED。通过使用发射一个或多个附加颜色光的一个或多个LED和/或包括一种或多种额外的磷光体或荧光体的波长转换材料，发光单元的显色指数可以提高。荧光体可以用于所有LED模块。单一的荧光体可以用于多个LED芯片以及多个LED芯片可以包括在一个、一些或所有LED装置封装中。使用发射不同波长的光的LED组以产生基本上白色的光的进一步详细的实例可以在授权的美国专利7,213,940中发现，该专利通过引证方式结合于此。

根据本发明的一些灯实施方式可以包括第一组固态光发射体和第一组荧光体，其中第一组荧光体包括至少一种荧光体。灯还包括第二组固态光发射体，其中第二组固态光发射体包括至少一个固态光发射体和至少第一电源线。第一组固态光发射体中的每个和第二组固态光发射体中的每个可以电连接到第一电源线。所述第一组固态光发射体中的每个如果被照明的话可以发射具有范围在从430纳米至480纳米内的主波长的光。所述第一组荧光体中的每个如果被激发的话可以发射具有范围在从大约555纳米至大约585纳米内的主波长的光。所述第二组固态光发射体中的每个如果照明的话可以发射具有范围在从600纳米至630纳米内的主波长的光。

如果将电流提供到第一电源线，（1）由第一组固态光发射体发出的从发光装置离开的光、（2）由第一组荧光体发出的从发光装置离开的光、和（3）由第二组固态光发射体发出的从发光装置离开的光的组合将在缺少任何额外的光的情况下产生具有在1931CIE色度图（ChromaticityDiagram）上的x、y坐标的混合光。这些坐标定义了一点，该点在处于1931CIE色度图的黑体轨迹上的至少一个点的10阶麦克亚当椭圆（MacAdam's ellipse）内。光的组合也产生具有x、y颜色坐标的亚混合光，所述x、y颜色坐标定义了一点，该点在处于1931CIE色度图上的由第一、第二、第三、第四和第五点定义的第一、第二、第三、第四和第五连接线段所包围的区域内。第一点可以具有0.32,0.40的x、y坐标，第二点可以具有0.36,0.48的x、y坐标，第三点可以具有0.43,0.45的x、y坐标，第四点可以具有0.42,0.42的x、y坐标，以及第五点可以具有0.36,0.38的x、y坐标。

本发明也提供具有与比如为LED散热装置或散热器的特征相关的几何结构的LED灯，所述LED散热装置或散热器允许的灯发射样式满足2010年3月22日修订的对于集成式LED灯的能源之星（ENGERY STAR）

计划要求所要求的内容，所述能源之星计划要求以引证方式结合于此。相关的几何结构允许光从0至135度在平均值的20%内散射，其中更大为总光通量的5%且在135至180度区域中（在0、45和90度方位角处的测量）。相关几何结构包括LED组件安装宽度、高度、灯头散发装置宽度和独特的向下斜切的角度。与球形的磷光体承载件或反射伞以及散射器圆罩组合，所述几何结构将允许光在这些严格的能量之星

要求内散射。本发明可以减小散逸LED和功率电子器件热能所需要的表面积并且仍然允许灯符合美国国家标准协会（ANSI）的A19灯轮廓。

本发明也提供具有增强的发射效率的灯，其中根据本发明的一些灯以65或更大流明每瓦特（LPW）的效率发射。在其他的实施方式中，灯可以在80或更大流明每瓦特的效率发射光。在所有这些实施方式中，灯可以发射具有更理想的色温（例如，3000K或更低或在一些实施方式中2700K或更低）和更理想的显色指数（例如，90或更大的显色指数）的光。

根据本发明的一些灯实施方式可以发射700流明或更大的光，而其他的一些灯可以发射750流明或更大的光。又一些其他的灯实施方式可以发射800流明或更大的光，其中这些灯实施方式中的一些从10瓦特或更小的功率发射这个光。这些发射可以提供期望的亮度同时提供额外的优点，即能够通过用于自小于10瓦特工作的灯的不太严格的法定（例如，能源之星）测试。这可以导致灯可以更快地推向市场。这个发射效率可以是许多因素的结果，比如用于散热器的最大化散热片面积、导致阻挡最小量的光的优化光学部件、以及使用可以导致比具有保形涂敷转换材料的发射体更高的效率（每瓦特80流明或更高）的远距离转换材料。但是这些实施方式可以包括具有保形涂敷的波长转换器材料的发射体。因此，根据本发明的方面的发光单元的实施方式可以用来提供用于可以满足能量之星

性能要求的标准白炽60瓦白炽灯灯泡的基于LED的替代A灯。其他的实施方式可以提供用于更高瓦特数白炽灯泡的LED替代A灯发光单元，比如标准75瓦特或100瓦特白炽A19灯泡。在其他的实施方式中，发光单元可以替代标准40瓦白炽A19灯泡。根据本发明的方面的发光单元的其他实施方式可以用以替代其他标准成形的白炽或荧光灯。

不同的灯实施方式也可以包括布置为使得灯展现相对长的寿命的部件。在一些实施方式中寿命可以是25,000小时或更长，而在其他的实施方式中寿命可以是40,000小时或更长。在又一些其他实施方式中寿命可以是50,000小时或更长。这些延长的寿命可以是在例如每瓦特80流明的工作效率下，以及可以是在比如25摄氏度和/或45摄氏度的不同温度下。这个寿命可以使用许多不同的方法测量。第一种方法可以是针对灯的寿命简单地使用灯直到灯损坏为止。但是，这可能常常需要延长的时间期间，这使得这个方法在特定环境中是不切实际的。另一个可接受的方法是通过用在灯中使用的每个部件的寿命来计算灯的寿命。这个信息常常由部件制造商提供，并且常常列出在不同的工作条件下的工作寿命，比如温度。这个数据然后可以使用已知的方法利用以计算灯的寿命。第三个可接受的方法是通过在提高的条件（比如更高的温度或提高的功率或开关信号）下工作而加速灯的寿命。这可以及早地导致灯损坏，其中这个数据然后在已知的方法中使用以确定在正常工作条件下灯的工作寿命。

本发明的不同实施方式也可以包括安全特征，所述安全特征在散射器圆罩和磷光球罩中的一个或两者都破裂的情况下保护特定的电气特征或元件不暴露。这些安全特征可以减少和/或消除由于与这些电气特征接触而导致的电击事故的危险，以及在一些实施方式中这些安全特征可以包括覆盖电气特征的电绝缘材料的不同布置。

本发明提供了以简单的和相对便宜的布置来实现长寿命和高效工作的特征和特性的独特组合。灯可以在每瓦特80流明或更好的效率下工作，同时仍然产生80及更高、或90及更高的显色指数。一些实施方式中，这个效率可以在小于10瓦特的情况下实现。这可以在具有作为光源的LED、以及双圆罩散射器和转换材料布置的灯中提供，同时仍然适合A19尺寸罩壳并且发射遵守能源之星要求的均匀光分布。具有这个设置的灯也可以发射具有3000K和更小、或2700K或更小的温度的光。

本发明在这里参考特定的实施方式描述，但是可以理解本发明可以以许多不同的形式体现并且不应当解释为限于在这里阐述的实施方式。特别地，本发明在下文中关于具有采用不同结构的一个或多个LED或LED芯片或LED封装的特定灯而描述，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他的灯中。下文中的实施方式参考多个LED中的LED描述，但是可以理解这意味着包括LED芯片和LED封装。部件可以具有除了显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。也可以理解在下文中描述的实施方式使用共面光源，但是可以理解非共面光源也可以使用。也可以理解灯的LED光源可以包括一个或多个LED，以及在具有多于一个LED的实施方式中，这些LED可以具有不同的发射波长。类似地，一些LED可以具有邻近的或接触的磷光体层或区域，而其他的LED可以具有不同成分的邻近磷光体层或根本没有磷光体层。

本发明在这里参考转换材料、波长转换材料、远距离磷光体、磷光体、磷光体层和相关的术语描述。这些术语的使用不应当解释为限制性的。可以理解术语远距离磷光体、磷光体或磷光体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是同样地可适用的。

在这里描述的实施方式中的一些包括远距离磷光体和分离的远距离散射器布置，其中一些采用双圆罩布置。可以理解在其他的实施方式中可以存在具有转换和散射性质这两者的单个圆罩状类似结构，或可以存在具有转换材料和散射器的不同组合的多于两个的圆罩。转换材料和散射器可以提供在相应的圆罩中，或转换材料和散射器可以是一起在圆罩中的一个或多个上。术语圆罩不应当解释为限制在任何特定的形状上。该术语可以包括许多不同的三维形状，包括但是不限于弹头形或球形、或细长形。

本发明在这里参考转换材料、磷光体层和磷光体承载件以及相互远离的多个散射器描述。在本文中远距离指间隔开和/或不在上面或内部直接热接触。进一步地可以理解，当讨论主波长时，存在围绕主波长的波长范围或宽度，因此当讨论主波长时本发明意思是覆盖在那个波长周围的波长范围。

也可以理解当比如层、区域或基板的元件被称为是在另一个元件“上”时，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在中间元件。此外，相关术语，比如“内”、“外”、“上”、“上方”、“下”、“下方”和“下面”，以及类似的术语，在这里可以用以描述一个层或另一个区域的关系。可以理解这些术语旨在包括装置的除了描述在附图中的方位之外的不同方位。

虽然术语第一、第二等等在这里可以用以描述不同的元件、部件、区域、层和/或区段，这些元件、部件、区域、层和/或区段不应当受这些术语限制。这些术语仅仅用以区分一个元件、部件、区域、层或区段与另一个元件、部件、区域、层或区段。因此，在下文中讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可以称为第二元件、部件、区域、层或区段而不偏离本发明的教导。

本发明的实施方式在这里参考横截面视图图解来描述，该横截面视图图解是本发明的实施方式的示旨在解。这样，这些层的实际厚度可以是不同的，以及作为例如制造技术和/或公差的结果从图解的形状的变化是期望的。本发明的实施方式不应当解释为限于在这里图示的区域的特定形状，而是将包括由例如制造引起的形状上的偏差。图示或描述为方形或矩形的区域将典型地具有由于正常的制造公差导致的圆的或曲线的特征。因此，图示在附图中的区域实际上是示意性的并且它们的形状不旨在说明装置的区域的精确形状以及不旨在限制本发明的范围。

图4显示了根据本发明的灯50的一个实施方式，该灯包括散热器结构52，该散热器结构具有光学腔54，该光学腔具有用于保持光源58的平台56。虽然这个实施方式和下文中的一些实施方式参考光学腔描述，但是可以理解许多其他实施方式可以提供成没有光学腔。这些可以包括但是不限于光源在灯结构的平面表面上或在基座上。光源58可以包括许多不同的发射体，其中显示的实施方式包括LED。许多不同的可商业地获得的LED芯片或LED封装可以使用，包括但不限于可以从位于北卡罗来纳州达勒姆（Durham,North Carolina）的克利公司购得的那些LED芯片或LED封装。可以理解灯实施方式可以提供成没有光学腔，其中在这些其他的实施方式中LED以不同的方式安装。例如，光源可以安装到灯中的平面表面上或可以提供基座以用于保持LED。

光源58可以使用许多不同的已知安装方法和材料安装到平台56上，其中来自于光源58的光发射出腔54的顶部开口。在一些实施方式中，光源58可以直接安装到平台56上，而在其他的实施方式中光源可以包括在基台或印刷电路板（PCB）上，所述基台或印刷电路板然后安装在平台56上。平台56和散热器结构52可以包括用于提供电信号到光源58的电传导路径，其中传导路径中的一些是导电迹线或导线。平台56的部分也可以由热传导材料制成并且在一些实施方式中在工作期间产生的热可以散播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热传导材料，并且许多不同的热传导材料可以使用，包括不同的金属，比如铜或铝、或金属合金。铜可以具有高达400瓦/米-开尔文（W/m-k）或更高的导热率。在一些实施方式中，散热器可以包括高纯度铝，该高纯度铝可以具有在室温下大约210瓦/米-开尔文的导热率。在其他的实施方式中，散热器结构可以包括具有大约200瓦/米-开尔文（W/m-k）的导热率的压铸铝。散热器结构52可以也包括其他的热散发特征，比如散热片60，所述散热片增大散热器的表面面积以促进到环境中的更有效的散发。在一些实施方式中，散热片60可以由具有比散热器的剩余部分更高的导热率的材料制成。在显示的实施方式中，散热片60显示在大体水平的方向上，但是可以理解在其他的实施方式中，散热片可以具有竖直的或成角度的定向。在又一些其他的实施方式中，散热器可以包括主动冷却元件，比如风扇，以降低灯内部的对流热阻。在一些实施方式中，来自磷光体承载件的热散发通过对流热散发以及经过散热器结构52的传导的组合来实现。不同的散热布置和结构在属于Tong等人、命名为“具有散热特征和散射器元件的合并远距离磷光体的LED灯（LED Lamp Incorporating Remote Phosphor with Heat Dissipation Featuresand Diffuser Element）”的美国专利申请第61/339,516号中描述，该申请也转让给克利公司，并且通过引证方式结合于此。

反射层53也可以包括在散热器结构52上，比如在光学腔54的表面上。在没有光学腔的那些实施方式中，反射层可以包括在光源周围。在一些实施方式中，所述表面可以用具有这样的反射率的材料涂敷，即该反射率对于由光源58和/或波长转换材料发出的灯可见波长的光（“灯光”）为大约75%或更高，而在其他的实施方式中，该材料可以具有对灯光为大约85%或更高的反射率。在又一些其他的实施方式中，材料可以具有大约95%或更高的对灯光的反射率。

散热器结构52可以也包括用于连接到电力源，比如连接到不同的电气插座的特征。在一些实施方式中，散热器结构可以包括适合常规的电气插座的类型的特征。例如，所述散热器结构可以包括用于安装到标准爱迪生插座的特征，该特征可以包括螺纹部，该螺纹部可以旋进爱迪生插座中。在其他的实施方式中，所述散热器结构可以包括标准插头并且电气插座可以是标准电源插座，或可以包括GU24基座单元，或者所述散热器结构可以是夹子并且电气插座可以是接纳并且保持该夹子的插座（例如，如用在许多荧光灯中的那些插座）。这些仅仅是用于散热器结构和插座的选择中的一些，也可以使用其他布置来将电力安全地从插座传递到灯50。

根据本发明的灯可以包括电力供应器或电力转换单元，该电力供应器或电力转换单元可以包括驱动器以允许灯泡从交流线电压/电流开始工作以及提供光源调整能力。在一些实施方式中，电力供应器可以容纳在灯散热器内的腔/壳体中（下文中的显示在图42中的一个实施方式），并且可以包括使用非隔离准共振回扫拓扑的离线恒定电流LED驱动器。LED驱动器可以安装在灯内部并且在一些实施方式中可以包括25立方厘米或更小的体积，而在其他的实施方式中所述LED驱动器可以包括大约22立方厘米或更小的体积，以及在又一些其他的实施方式中为20立方厘米或更小。在一些实施方式中，电力供应器可以是不可调整的但是是低成本的。可以理解所使用的电力供应器可以具有不同的拓扑或几何结构并且也可以是可调整的。具有调光器（dimmer）的实施方式可以展现许多不同的调光特性，比如相剪切可向下调整到5%（前沿和后沿这两者）。在根据本发明的一些调光电路中，调光通过降低到LED的输出电流来实现。

电力供应器单元可以包括以许多不同的方式布置在印刷电路板上的许多不同的部件。电力供应器可以借助许多不同的电源工作并且可以展现许多不同的工作特性。在一些实施方式中，电力供应器可以布置为借助120伏交流电（VAC）±10%信号来工作同时提供大于200毫安（mA）和/或大于10伏（V）的光源驱动信号。在其他的实施方式中，驱动信号可以是大约300毫安的生成电力和/或大于15伏。在一些实施方式中，驱动信号可以是大约400毫安和/或大约22伏。

电力供应器也可以包括允许它用相对高水平的效率工作的部件。效率的一个度量可以是到达电力供应的输入能量的百分比，该输入能量实际上作为光从灯光源输出。在电力供应的工作过程中许多能量可能损耗。在一些灯实施方式中，电力供应可以工作以使得到电力供应的输入能量的超过10%作为光从LED辐射或输出。在其他的实施方式中，输入能量的超过15%作为LED光输出。在又一些其他的实施方式中，输入能量的大约17.5%作为LED光输出，以及在其他实施方式中，输入能量的大约18%或更多作为LED光输出。

可以包括在电力供应器周围的热灌封材料或其他适合的热传导材料以用于保护，以及辅助将热从电力供应器部件辐射离开。在电力供应器位于散热器腔中的实施方式中，热灌封材料可以填充腔的全部或部分以使得该热灌封材料围绕电力供应器。可使用许多不同热传导性材料，这些热传导性材料展现安全的、电绝缘的、热传导的、具有低热膨胀、以及足够粘性中的一些或全部，以使得这些热传导性材料在固化之前不会流出散热腔中的裂缝。一些实施方式可以使用包括环氧树脂和玻璃纤维的灌封复合物，比如为可以从道康宁公司（Dow Corning,Inc.）获得的那些环氧树脂和玻璃纤维。

包括在腔54的顶部开口上方的磷光体承载件62，并且包括在磷光体承载件62上方的圆罩形的散射器76。在显示的实施方式中，磷光体承载件覆盖整个开口并且腔开口显示为圆形以及磷光体承载件62是圆盘。可以理解腔开口和磷光体承载件可以是许多不同的形状和尺寸。也可以理解磷光体承载件62可以覆盖小于整个腔开口的部分。如在下文中进一步描述的，散射器76布置为将来自于磷光体承载件和/或LED的光散射成为期望的灯发射样式，并且取决于该散射器接收的光和期望的灯发射样式所述散射器可以包括许多不同的形状和尺寸。

根据本发明的磷光体承载件的实施方式的特征可以在于，包括转换材料和热传导光发射材料，但是可以理解也可以布置不是热传导的磷光体承载件。光发射材料对从光源58发出的光可以是透明的以及转换材料应当是吸收来自于光源的波长的光并且重新发射不同波长的光的类型。在显示的实施方式中，热传导光发射材料包括承载件层64以及转换材料包括在磷光体承载件上的磷光体层66。如在下文中进一步地描述的一样，不同的实施方式可以包括热传导光发射材料和转换材料的许多不同的设置。

当来自于光源58的光被磷光体层66中的磷光体吸收时，所述光在各向同性的方向上重新发射，其中大约50%的光向前发射以及50%向后发射进入腔54中。在具有保形磷光体层的现有LED中，向后发射的光的相当大一部分可能被向后引导进入LED中并且光逃逸的可能性受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被引导进入LED中的一定百分比的光可能损耗。在根据本发明的灯中，其中该灯具有远距离磷光体结构并且LED在腔54的底部处的平台56上，更高百分比的后向磷光体光撞击腔的表面而不是LED。用反射层53涂敷这些表面提高了反射回到磷光体层66中的光的百分比，在磷光体层处光可以从灯发射出。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多层反射结构，比如分布式的布拉格反射体（distributed Bragg reflectors）。在没有光学腔的那些实施方式中也可以包括在LED周围的反射层。

承载件层64可以由具有0.5瓦/米-开尔文或更高的导热率的许多不同的材料制成，比如石英、碳化硅（SiC）（导热率～120瓦/米-开尔文）、玻璃（导热率1.0-1.4瓦/米-开尔文）或蓝宝石（导热率～40瓦/米-开尔文）。在其他的实施方式中，承载件层64可以具有大于1.0瓦/米-开尔文的导热率，而在其他的实施方式中，该承载件层可以具有大于5.0瓦/米-开尔文的导热率。在又一些其他的实施方式中，该承载件层可以具有大于10瓦/米-开尔文的导热率。在一些实施方式中，承载件层可以具有范围从1.4至10瓦/米-开尔文内的导热率。取决于使用的材料，磷光体承载件也可以具有不同的厚度，其中适合的厚度范围是0.1毫米至10毫米或更大。可以理解，取决于用于承载件层的材料的特性其他的厚度也可以使用。材料应当足够厚以对于特定的工作条件提供足够的横向热传播。通常，材料的导热率越高，材料可以越薄而仍然提供必需的热散发。不同的因素可以影响使用哪种承载件层材料，包括但不限于成本和对于光源光的透明度。一些材料对于更大的直径也可以是更适合的，比如玻璃或石英。这些可以通过在更大直径的承载件层上的成形磷光体层然后将该磷光体层切割封装成较小的承载件层而减小制造成本。在一些实施方式中，磷光体承载件可以包括聚合体或塑料材料，其中磷光体涂敷在磷光体承载件的内表面和/或外表面上和/或嵌入或混合在聚合体或塑料中。

许多不同的磷光体可以用在磷光体层66中，其中本发明特别地适应于发射白色光的灯。如在上文中描述的一样，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中的光。磷光体层可以吸收蓝色光中的一些并且重新发射黄色光。这允许灯发射蓝色和黄色光合成的白色光。在一些实施方式中，蓝色LED光可以通过可购得的YAG:Ce磷光体的黄色转换材料转换，但是使用由基于(Gd,Y)₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce系统（比如Y₃Al₅O₁₂:Ce(YAG)）的磷光体制成的转换颗粒，全范围宽黄色光谱发射是可能的。当与基于如下的发射体的蓝色发射LED一起使用时其他的黄色磷光体可以用于产生白色光，所述发光体包括但不限于：

Tb_3-xRE_xO₁₂:Ce(TAG)；RE=Y，Gd，La，Lu；或

Sr_2-x-yBa_xCa_ySiO₄:Eu。

磷光体层也可以设置具有多于一种的磷光体，所述多于一种的磷光体或者与磷光体层66混合或者作为在承载件层64上的第二磷光体层。在一些实施方式中，两种磷光体中的每个可以吸收LED光并且可以重新发射不同颜色的光。在这些实施方式中，来自于两个磷光体层的颜色可以混合以用于不同的白色色调的更高显色指数的白光（暖白光）。这可以包括来自于黄色磷光体的上述的可以与来自于红色磷光体的光混合的光。可以使用不同的红色磷光体，包括：

Sr_xCa_1-xS:Eu,Y；Y=卤化物；

CaSiAlN₃:Eu；或

Sr_2-yCa_ySiO₄:Eu。

可以使用其他的磷光体以通过将基本上所有的光转换到特定的颜色而产生色彩发射。例如，可以使用下列磷光体以产生绿色光：

SrGa₂S₄:Eu；

Sr_2-yBa_ySiO₄:Eu；或

SrSi₂O₂N₂:Eu。

下文列出了一些额外的用作转换颗粒磷光体层66的适合磷光体，但是也可以使用其他的磷光体。每种磷光体展现在蓝色和/或紫外发射光谱中的激发，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⁺

Gd_0.46Sr_0.31Al_1.23O_xF_1.38:Eu²⁺ _0.06

(Ba_1-x-ySr_xCa_y)SiO₄:Eu

Ba₂SiO₄:Eu²⁺

用Ce³⁺掺杂的Lu₃Al₅O₁₂

用Eu²⁺掺杂的(Ca,Sr,Ba)Si₂O₂N₂

CaSc2O4:Ce³⁺

(Sr,Ba)2SiO4:Eu²⁺

红色

Lu₂O₃:Eu³⁺

(Sr_2-xLa_x)(Ce_1-xEu_x)O₄

Sr₂Ce_1-xEu_xO₄

Sr_2-xEu_xCeO₄

SrTiO₃:Pr³⁺,Ga³⁺

CaAlSiN₃:Eu²⁺

Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺

可以使用不同尺寸的磷光体颗粒，包括但不限于在10纳米（nm）至30微米（μm）的范围内的颗粒，或更大。较小的颗粒尺寸典型地比较大尺寸的颗粒更好地散射和混合颜色以提供更均匀的光。较大的颗粒与较小的颗粒相比典型地在转换光方面更有效，但是发射较不均匀的光。在一些实施方式中，磷光体可以以密合料（binder）的方式提供在磷光体层66中，并且磷光体也可以在密合料中具有不同的磷光体材料浓度或填充量。典型的浓度是按重量计在30-70%的范围内。在一个实施方式中，磷光体浓度是按重量计大约65%，并且优选地在远距离磷光体范围内均匀地散布。磷光体层66也可以包括具有不同的转换材料和不同的转换材料浓度的不同区域。

不同的材料可以用于密合料，其中这些材料优选地在固化之后是坚固的并且在可见波长光谱内是基本上透明的。适合的材料包括硅树脂（silicones）、环氧树脂、玻璃、无机玻璃、电介质、BCB、聚酰胺（polymides）、聚合体（polymers）、乙基纤维素、溶胶玻璃（sol get glass）、以及它们的混合物，其中优选的材料是硅树脂，因为它的高透明度和在大功率LED中的可靠性。适合的苯基和甲基硅树脂可从道氏

化学（

Chemical）购得。密合料可以使用许多不同的固化方法固化，这取决于不同的因素，比如所使用的密合料的类型。不同的固化方法包括但不限于加热、紫外线（UV）、红外线（IR）或空气固化。在一些实施方式中，密合料可以包括聚合材料或塑料。

磷光体层66可以使用不同的过程施加，包括但不限于喷涂、浸渍（浸涂）、旋涂、溅射、印刷、粉末涂敷、电泳沉积（EPD）、静电沉积、等等。如上文中提到的一样，磷光体层66可以与密合料材料一起施加，但是可以理解密合料不是必需的。在又一些其他的实施方式中，磷光体层66可以独立地制造然后安装到承载件层64上。

在一个实施方式中，磷光体-密合料混合物可以在承载件层64上方喷洒或散布然后密合料固化以形成磷光体层66。在这些实施方式中的一些中，磷光体-密合料混合物可以喷洒、浇注或散布在加热的承载件层64上或上方，使得当磷光体密合料混合物与承载件层64接触时，来自于承载件层64的热散布进密合料中并且使密合料固化。这些过程也可以包括在磷光体-密合料混合物中的溶剂，该溶剂可以液化并且降低混合物的粘度，使得混合物更适合喷洒。可以使用许多不同的溶剂，包括但不限于可从道康宁

（Dow

）购得的甲苯、笨、兹尼（zylene）或OS-20，并且可以使用不同的浓度溶剂。当溶剂-磷光体-密合料混合物喷洒或散布在加热的承载件层64上时，来自于承载件层64的热使溶剂蒸发，其中承载件层的温度影响溶剂有多快地蒸发。来自于承载件层64的热也可以固化混合物中的密合料，而在承载件层上留下固定的磷光体层。承载件层64可以加热到许多不同的温度，这取决于使用的材料以及期望的溶剂蒸发和密合料固化速度。适合的温度范围是90至150摄氏度，但是可以理解其他温度也可以使用。

在又一些其他的实施方式中，磷光体层66可以只涂敷有转换颗粒的层，而没有密合料。这个颗粒层的沉积仅仅可以通过静电或电泳沉积方法实现，或通过使用其中混合了磷光体颗粒的挥发性密合料或溶剂实现。密合料或溶剂然后可以通过热烧灼或选择性的溶解而选择性地去除。在又一些其他的实施方式中，磷光体颗粒可以嵌入在承载件材料中。在这些实施方式中，承载件可以包括玻璃材料（比如碱石灰或硼硅酸盐（borosilicate））、或比如聚碳酸酯的塑料材料。各种沉积方法和系统在属于Donofrio等人、命名为“用于将光学材料施加到光学元件的系统和方法（System and Methods for Application of Optical Materials to OpticalElements）”的美国专利申请公开第2010/0155763号中描述，并且该申请也转让给克利公司并且通过引证方式结合于此。

磷光体层66可以具有许多不同的厚度，这至少部分地取决于磷光体材料的浓度和将由磷光体层66转换的光的期望的量。磷光体层66可以具有基本上相同的厚度或变化的厚度，在一些实施方式中所述变化的厚度可以调节或变化到远场（far field）中期望光颜色或发射样式。转换器可以包括一种或多种不同磷光体材料的层，其中一些多层布置在属于Hussell等人、命名为“具有远距离磷光体和散射器结构的高效LED灯（HighEfficiency LED Lamp With Remote Phosphor and Diffuser Configuration）”、的美国专利申请第13/029,063号中描述，该申请也转让给克利公司并且以引证方式结合于此。

可以理解在磷光体层66中和承载件层64中可以包括各种添加剂，或在这两者中都包括，以均匀地或选择性地调节或改变在远场中的发射颜色或强度以产生期望的发射性质。可以使用许多不同的添加剂，包括但不限于二氧化钛（TiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）、硫酸钡（BaSO₄）。

根据本发明的磷光体层可以以高于30%的浓度水平（磷光体填充量）来施加。其他的实施方式可以具有高于50%的浓度水平，而在又一些其他的实施方式中浓度水平可以是高于60%。在一些实施方式中磷光体层可以具有在10至100微米的范围内的厚度，而在其他的实施方式中磷光体层可以具有在40至50微米的范围内的厚度。在又一些其他的实施方式中，磷光体层可以包括具有不同的磷光体浓度、不同的磷光体量或不同性质（导致不同的转换特性）的区域。

在上文中描述的方法可以用以施加不同磷光体材料的相同的多个层并且不同的磷光体材料可以使用已知的技术在承载件层的不同区域中施加，比如掩膜过程。其他的实施方式可以包括磷光体在磷光体承载件中的均匀的和/或非均匀的分布，比如沿着承载件具有不同的磷光体层厚度和/或不同的磷光体材料浓度。可以存在能发射相同或不同颜色光的不同类型的磷光体的多个区域，比如具有不同磷光体的独立区域。这些布置中的一些可以给予磷光体承载件图案化的外观，其中这些图案中的一些包括但不限于条纹的、点状的、十字形的、z形的图案或这些图案的任何组合。在又一些其他的实施方式中，可以存在可能具有不同类型磷光体材料的多个远离地分离的磷光体（例如，多个圆罩）。这些远距离磷光体中的每个可以具有能以上文中描述的多种不同的方式布置的一种或多种磷光体。

上文描述的方法为磷光体层66提供了某种厚度控制，但是对于更大的厚度控制，磷光体层可以使用已知的方法研磨以减小磷光体层66的厚度或者使整个层上的厚度平坦。这个研磨特征提供了额外的优点，即能够产生在CIE色度曲线图上的单个级（bin）内发射的灯。分级（Binning）在本领域中通常是已知的并且旨在保证以组提供的LED或灯发射在可接受的颜色范围内的光。LED或灯可以通过颜色或亮度来测试并且分类到不同的级中，在本领域中通常称为分级（binning）。每个级典型地包含来自于一个颜色和亮度组的LED或灯并且典型地通过二进制代码识别。白光发射LED或灯可以通过色度（颜色）和光通量（亮度）分类。通过控制由磷光体层转换的光源光的量，磷光体层的厚度控制在生产发射目标级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磷光体层66的多个磷光体承载件62。通过使用具有基本上相同发射特性的光源58，灯可以制造成具有几乎相同的发射特性，这些相同的发射特性在一些情况下可以落在单个级内。在一些实施方式中，灯发射落在距CIE图上的一个点的标准偏差内，以及在一些实施方式中，标准偏差包括小于10阶麦克亚当椭圆。在一些实施方式中，灯的发射落入中心在CIExy（0.313,0.323）处的4阶麦克亚当椭圆内。

在又一些其他的实施方式中，磷光体承载件62可以包括反射性或散射性材料或元件以控制发射强度分布。这些材料或元件可以集成在磷光体承载件中，比如通过使用上文描述方法中的一个来模塑或涂敷。在又一些另外的实施方式中，反射性或散射性元件可以分离地构造并且附接到磷光体承载件上。这些材料和元件中的一些可以是不透明的或部分地不透明的，而其他的一些在性质上可以是反射的或散射的（朗伯曼）。

磷光体承载件62可以使用不同的已知方法或材料（比如热传导粘合材料或热油脂）安装并粘合在腔54中的开口的上方。常规的热传导油脂可以包含陶瓷材料，比如氧化铍和氮化铝或比如胶态银的金属颗粒。在其他的实施方式中，磷光体承载件可以使用热传导装置安装在开口的上方，所述热传导装置比如夹持机构、螺钉、或者将磷光体承载件62牢固地保持到散热器结构上以最大化导热率的热粘合剂。在一个实施方式中，热油脂层使用具有大约100微米的厚度以及k=0.2瓦/米-开尔文的导热率。这个布置为从磷光体层66散发热提供了高效的热传导路径。如上文中提到的那样，可以提供没有腔的不同的灯实施方式，并且磷光体承载件可以以除了在通向腔的开口上方之外的许多不同的方式安装。

在灯50的工作期间，磷光体转换加热集中在磷光体层66中，比如在磷光体层66的中心中，在此处LED光的大部分撞击并且穿过磷光体承载件62。承载件层64的热传导性质朝向磷光体承载件62的边缘横向地散布这种热，如通过第一热流70显示的。在那里热穿过热油脂层并且进入散热器结构52中，如通过第二热流72显示的，在所述散热器结构中所述热可以有效地散发进入环境中。

如上文讨论的一样，在灯50中平台56和散热器结构52可以热连接或耦合。这个耦合布置导致磷光体承载件62和那个光源58至少部分地共用用于散发热的热传导路径。从光源58穿过平台56的热（如通过第三热流74显示的）也可以散布到散热器结构52。从磷光体承载件62流进散热器结构52的热也可以流进平台56中。在其他的实施方式中，磷光体承载件62和光源58可以具有单独的用于散发热的热传导路径，其中这些单独的路径称为“分离的”。

可以理解，除了显示在图4中的实施方式之外，磷光体承载件可以以许多不同的方式布置。磷光体层可以是在承载件层的任何表面上或者可以与承载件层混合。磷光体承载件也可以包括散射层，该散射层可以包括在磷光体层或承载件层上或与磷光体层或承载件层混合。也可以理解，磷光体和散射层可以覆盖小于承载件层的表面的区域，并且在一些实施方式中转换层和散射层在不同的区域中可以具有不同的浓度。也可以理解，磷光体承载件可以具有不同的粗糙度或形状的表面以增强通过磷光体承载件的发射。

如上文中提到的一样，散射器75布置成将来自磷光体承载件和LED的光散射成期望的灯发射样式，并且可以具有许多不同的形状和尺寸。在一些实施方式中，散射器也可以布置在磷光体承载件上方以便当灯没有发射时遮掩磷光体承载件。散射器可以具有提供基本上白色外观的材料，以便当灯没有发射时给灯泡提供白色的外观。

具有不同的形状和特性的许多不同的散射器可以与灯50和在下文中描述的灯一起使用，比如在于2010年3月3日提交、名为“具有远距离磷光体和散射器结构的LED灯（LED Lamp With Remote Phosphor andDiffuser Configuration）”的美国临时专利申请第61/339,515号中描述的那些灯，该申请以引证方式结合于此。散射器也可以采用不同的形状，包括但不限于一般不对称的“矮胖形（squat）”，如在于2010年10月8日提交、名为“将光散射成均匀发射样式的非均匀散射器（Non-uniform Diffuser toScatter Light Into Uniform Emission Pattern）”的美国专利申请第12/901,405中描述的那样，该申请以引证方式结合于此。

除了在上文中描述的那些特征之外，根据本发明的灯可以包括许多不同的特征。再次参见图4，在具有腔54的那些灯实施方式中，可以用透明热传导材料填充所述腔以进一步提高对于灯的热散发。腔传导材料可以提供用于从光源58散发热的辅助路径。来自于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达散热器结构52。这将允许对于光源58具有较低的工作温度，但是出现对于磷光体承载件62具有升高的工作温度的危险。这个布置可以使用在许多不同的实施方式中，但是特别地可适用于与磷光体承载件的工作温度相比具有更高的光源工作温度的灯。在其中磷光体承载件层的额外的加热可以容许的应用中，这个布置允许热更有效地从光源传播。

如上文讨论的一样，根据本发明的不同的灯实施方式可以布置有许多不同类型的光源。在一个实施方式中，可以使用八个或九个LED，这些LED用两根导线串联连接到电路板。导线然后可以连接到在上文中描述的电力供应器单元。在其他的实施方式中，可以使用多于或少于八个或九个的LED，如上文中提到的一样，可以使用可从克利公司购得的LED，包括八个

XP-E LED或四个

XP-G LED。不同的单串LED电路在属于van de Ven等人、名为“具有单串颜色控制的单串发光装置的颜色控制（Color Control of Single String Light Emitting Devices HavingSingle String Color Control）”的美国专利申请第12/566,195号中描述，以及在属于van de Ven等人、名为“具有补偿旁通电路的固态发光装置及其操作方法（Solid State Lighting Apparatus with Compensation Bypass Circuitsand Method of Operation Thereof）”的美国专利申请第12/704,730中描述，这两个申请都以引证方式结合于此。

图5显示了根据本发明的灯100的另一实施方式，该灯包括在散热器结构105内的光学腔102。像上文中的实施方式那样，灯100也可以设置成没有灯腔，其中LED安装在散热器105的表面上或者在具有不同形状的三维结构或基座结构上。基于平面LED的光源104安装到平台106，并且磷光体承载件108安装到腔102的顶部开口，其中磷光体承载件108具有上文中描述的那些特征中的任何特征。在显示的实施方式中，磷光体承载件108可以是扁平盘形状（例如，远距离二维波长转换元件）并且包括热传导透明材料和磷光体层。所述磷光体承载件可以用如上文中描述的热传导材料或装置安装到所述腔。腔102可以具有反射表面以如上文中描述的那样提高发射效率。

来自光源104的光经过磷光体承载件108，在所述磷光体承载件处，所述光的一部分通过磷光体承载件108中的磷光体转换成不同波长的光。在一个实施方式中，光源104可以包括蓝色发射LED以及磷光体承载件108可以包括黄色磷光体，该黄色磷光体如上文中描述的那样吸收蓝色光的一部分并且重新发射黄色光。灯100发射LED光和黄色磷光体光组合的白色光。像上文中的一样，光源104也可以包括发射不同颜色的光的许多不同的LED以及磷光体承载件可以包括其他的磷光体以产生具有期望的色温和再现性的光。

灯100也包括安装在腔102上方的成形散射器圆罩110，该散射器圆罩包括扩散或散射颗粒，比如在上文中列出的那些。散射颗粒可以设置在可固化的密合料中，该可固化的密合料以通常形状的圆罩形成。在显示的实施方式中，圆罩110安装到散热器结构105并且在与散热器结构105相对的端部处具有扩大部分。如上文中讨论的那样可以使用不同的密合料材料，比如硅树脂、环氧树脂、玻璃、无机玻璃、电介质、BCB、聚酰胺、塑料、聚合体以及它们的混合物。在一些实施方式中，白色散射颗粒可以与具有白色颜色的圆罩一起使用中，该白色颜色隐藏了光学腔中的磷光体承载件108中的磷光体的颜色。这给整个灯100提供了白色的外观，该白色外观与磷光体的颜色相比对于消费者而言通常是更视觉可接受的或有吸引力的。在一个实施方式中，散射器可以包括白色二氧化钛颗粒，所述白色二氧化钛颗粒可以为散射器圆罩110提供它的整体白色外观。

散射器圆罩110可以提供附加的优点，即以更均匀的样式散布从光学腔中发出的光。如上文中讨论的，来自于光学腔中的光源的光可以以一般的朗伯曼样式发射并且圆罩110的形状与散射颗粒的散射性质一起导致光以更全方向的发射样式从圆罩发射。所设计的圆罩可以具有在不同的区域中为不同的浓度的散射颗粒或可以针对特定的发射样式成形。

在美国，由美国环境保护局和美国能源部联合推行的能源之星

计划颁布了对于集成LED灯的标准，对于颜色和角度均匀性两者的测量技术在能源之星

计划要求中描述，所述计划要求在上文中通过引证的方式结合。对于竖直定向的灯，发光强度在与初始平面成45和90度的竖直平面中测量。对于灯的整个0-135度区域，发光强度不应当与平均强度偏差超过20%，其中零度定义为罩壳的顶部。此外，来自于灯的总通量的5%应当在135-180度区域中。

在一些实施方式中，包括在下文中描述的那些，圆罩可以设计成使得来自于灯的发射样式符合2010年3月22日修订的针对集成LED灯的能源之星

计划要求的全方向发射标准，该发射标准以引证方式结合于此。在本文中，灯满足的这个标准的一个要求是发射均匀性从0至135度视角必须是在平均值的20%内。另一个要求是来自于灯的总通量的大于5%必须在135至180度的发射区域中发射，其中测量在0、45、90度的方位角进行。如上文中提到的一样，在本文中描述的不同的灯实施方式也可以包括满足能源之星

标准的A型（例如，A19）改型LED灯泡。本发明提供了高效的、可靠的且成本效率高的灯。在一些实施方式中，整个灯可包括可以快速地和容易地组装的五个部件。

像上文中的实施方式一样，灯100可以包括连接到散热器105的安装机构112，所述安装机构为适合常规的电气插座的类型。在显示的实施方式中，灯100包括用于安装到标准爱迪生插座的螺纹部112。像上文中的实施方式一样，灯100可以包括标准插头且电气插座可以是标准电源插座，或可以包括GU24基座单元，或者所述插头可以是夹子并且电气插座可以是接纳并且夹持该夹子的插座（例如，如在许多荧光灯中所用的）。散热器结构也可以包括内部腔或保持如上文描述的电力供应器或电力转换单元部件的壳体。

如上文提到的一样，灯100的一些特征之间的空间可以被认为是混合室，其中光源106和磷光体承载件108之间的空间包括第一光混合室。磷光体承载件108和散射器110之间的空间可以包括第二光混合室，其中该混合室促进灯的均匀的颜色和强度发射。相同的方式可以应用到下文中具有不同形状的磷光体承载件和散射器的实施方式中。在其他的实施方式中，可以包括额外的散射器和/或磷光体承载件，从而形成额外的混合室，并且散射器和/或磷光体承载件可以以不同的顺序布置。

根据本发明的不同灯实施方式可以具有许多不同的形状和尺寸。图6显示了根据本发明的灯120的另一个实施方式，该实施方式的灯与灯100类似并且类似地包括在散热器结构125中的光学腔122，其中光源124安装到光学腔122中的平台126。像上文中的一样，散热器结构不需要具有光学腔，并且光源可以设置在除了散热器结构之外的其他结构上。这些结构可以包括具有光源的平面表面或基座。磷光体承载件128用热连接安装在腔开口的上方。灯120还包括在光学腔的上方安装到散热器结构125上的散射器圆罩130。散射器圆罩130可以由与上文中描述的散射器相同的材料制成，但是在这个实施方式中圆罩130是球形的、椭圆形或蛋形的以提供不同的灯发射样式，而同时仍然遮掩来自于磷光体承载件128中的磷光体的颜色。

可以理解在其他的灯实施方式中，磷光体承载件可以采用许多不同的形状，包括不同的三维形状。术语三维意思是指除了如显示在上文中的实施方式中的平面之外的任何形状。图7至图10显示了根据本发明的三维磷光体承载件的不同的实施方式，但是可以理解这些实施方式也可以采用许多其他的形状。如上文中讨论的，当磷光体吸收并且重新发射光时，光以各向同性的方式重新发射，使得三维磷光体承载件用来转换并且也散射来自于光源的光。像上文中描述的散射器那样，不同形状的三维承载件层可以以具有不同特性的发射样式来发射光，这部分地取决于光源的发射样式。散射器然后可以与磷光体承载件的发射匹配以提供期望的灯发射样式。

图7显示了半球形磷光体承载件154，该半球形磷光体承载件包括半球形承载件155和磷光体层156。半球形承载件155可以由与上文中描述的承载件层相同的材料制成，并且磷光体层可以由与上文中描述的磷光体层相同的材料制成，并且散射颗粒可以如上文中所描述的包括在承载件和磷光体层中。

在这个实施方式中磷光体层156显示位于承载件155的外表面上，但是可以理解，磷光体层可以在承载件层的内层上、与承载件混合，或者为这三者的任何组合。在一些实施方式中，使在外表面上的磷光体层可以最小化发射损耗。当发射体光被磷光体层156吸收时，所述发射体光全方向地发射并且光中的一些可以向后发射并且被比如LED的灯元件吸收。磷光体层156也可以具有与半球形承载件155不同的折射率，以使得从磷光体层向前发射的光可以从承载件155的内表面反射回来。由于灯元件的吸收这个光也可能损耗。对于磷光体层156在承载件155的外表面上的情况，向前发射的光不需要经过承载件155并且将不会损耗于反射。向后发射的光将碰到承载件的顶部，在这里光的至少一些将反射回去。这个布置导致来自于磷光层156的向后发射进入承载件（在承载件中光会被吸收）中的光减少。

磷光体层156可以使用许多上文中描述的相同的方法沉积。在一些情况下承载件155的三维形状可能需要额外的步骤或其他的过程以提供必需的覆盖度。在一些实施方式中，其中溶剂-磷光体-密合料混合物被喷洒，且承载件可以如上文中描述的那样加热，且多个喷洒喷嘴可以需要以在承载件上提供期望的覆盖度，比如接近均匀的覆盖度。在其他的实施方式中，可以使用更少喷洒的喷嘴而同时旋转承载件以提供期望的覆盖度。像上文中的那样，来自于承载件155的热可以使溶剂蒸发并且帮助固化密合料。

在又一些其他的实施方式中，磷光体层可以通过复现过程形成，由此磷光体层可以形成在承载件155的内或外表面上，但是特别地磷光体层可适用于形成在内表面上。承载件155可以用磷光体混合物至少部分地填充，或者在其他情况下使得所述承载件与磷光体混合物相接触，其中所述磷光体混合物粘附到承载件的表面。混合物然后可以从承载件排出，在表面上留下磷光体混合物层，该磷光体混合物层然后可以固化。在一个实施方式中，混合物可以包括聚氧化乙烯（PEO）和磷光体。承载件可以被填充并且然后排空，留下聚氧化乙烯-磷光体混合物层，该聚氧化乙烯-磷光体混合物然后可以热固化。聚氧化乙烯通过热蒸发或驱散，留下磷光体层。在一些实施方式中，可以施加密合料以进一步固定磷光体层，而在其他的实施方式中磷光体可以保留而没有密合料。

像用以涂敷平面的承载件层的过程一样，这些过程可以用在三维承载件中以施加可以具有相同的或不同的磷光体材料的多个磷光体层。磷光体层也可以施加在承载件的内侧和外侧这两者上，并且可以具有在承载件的不同区域中具有不同厚度的不同类型。在又一些其他的实施方式中，可以使用不同的过程，比如用可以热成形到承载件上的磷光体材料的薄板涂敷承载件。

在使用承载件155的灯中，发射体可以布置在承载件的基部处以使得来自于发射体的光向上发射并且穿过承载件155。在一些实施方式中发射体可以以一般的朗伯曼样式发射光，并且承载件可以帮助以更均匀的样式散射该光。

图8显示了根据本发明的三维磷光体承载件157的另一个实施方式，包括子弹形承载件158和在该承载件的外表面上的磷光体层159。承载件158和磷光体层159可以使用与上文描述的相同的方法由相同的材料形成。不同方式成形的磷光体承载件可以与不同的发射体一起使用以提供整体的期望的灯发射样式。图9显示了根据本发明的三维磷光体承载件160的又一个实施方式，其包括球形承载件161和在该承载件的外表面上的磷光体层162。承载件161和磷光体层162可以使用与上文描述的相同的方法由相同的材料形成。

图10显示了根据本发明的另一个实施方式磷光体承载件163，其具有大体球形的承载件164，该承载件具有窄颈部164。像上文中的实施方式一样，磷光体承载件164包括在承载件164的外表面上的磷光体层166，该磷光体层166由与上文中描述的相同的材料制成并且使用相同的方法形成。在一些实施方式中，具有与承载件164类似的形状的磷光体承载件在转换发射体光并且将朗伯曼样式的来自于光源的光重新发射成更均匀的发射样式的方面可以是更有效的。

图11至图13显示了根据本发明的灯170的另一个实施方式，该实施方式的灯具有散热器结构172、光学腔174、光源176、散射器圆罩178和螺纹部180。这些特征可以使用与上文中描述的类似特征相同的方法以及由相同的材料制成。这个实施方式也包括三维波长转换元件182（例如，包括热传导透明材料和至少一个磷光体层的磷光体承载件）。取决于实施方式，波长转换元件包括在磷光体承载件的内部、外部和/或嵌入在磷光体承载件内的磷光体层（或多个磷光体层）。在这个实施方式中，波长转换元件是在散热器结构172上（例如，安装到散热器结构172上）并且热耦合或连接到所述散热器结构。在其他的实施方式中，电绝缘元件（没有显示出）可以在散热器结构和波长转换元件之间，并且波长转换元件可以电绝缘元件保持。电绝缘元件可以包括在光源176（例如，LED）上方的开口（或多个开口）以允许光穿过，同时覆盖散热器结构172以防止受到电击。在一些实施方式中，电绝缘元件也可以作为反射体。在这个实施方式中，磷光体承载件182是球形的或球面形的并且发射体布置成使得来自于光源的光穿过磷光体承载件182，光的至少一些在所述磷光体承载件处转换。

磷光体承载件182的三维形状提供了在它和光源176之间的自然分离。因此，光源176没有安装在散热器中形成光学腔的凹槽中。相反，在这个实施方式中，光源176安装在散热器结构172的顶部表面上，其中光学腔174在磷光体承载件182和散热器结构172的顶部之间的空间形成。这个布置可以允许来自光学腔174的较小的朗伯曼发射，因为没有光学腔侧表面来阻挡和重定向侧向发射。在其他的实施方式中，光源176是在安装元件（没有显示出）上，比如印刷电路板、金属芯板或光源安装于其上的其他元件。在一些实施方式中，安装元件可以包括其他的电子器件（比如补偿和/或控制电路（没有显示出）），并且热耦合到散热器结构172。补偿和/或控制电路可以包括微处理器、专用集成电路或电耦合到电力供应器单元和光源176的其他处理电路。在一些实施方式中，控制电路或其部分可以位于具有电力供应器单元的散热器腔/壳体内，和/或安装在安装元件的与LED相对的表面上。补偿和/或控制电路可以包括如在属于van de Ven等人、名为“具有单串颜色控制的单串发光装置的颜色控制（Color Controlof Single String Light Emitting Device Having Single String Color Control）”的美国专利申请第12/566,195号、以及属于van de Ven等人、名为“具有补偿旁路电路的固态发光装置及其操作方法（Solid State LightingApparatus with Compensation Bypass Circuits and Methods of OperationThereof）”的美国专利申请第12/704,730中描述的电路，这两个申请都已经在上文中通过引证的方式引入。

在灯170的一些实施方式中，使用用于光源176的蓝色发射LED和在磷光体承载件中的黄色和红色磷光体组合。这可以导致磷光体承载件182呈现为黄色或橙色，并且散射器圆罩178遮掩这个颜色同时将灯光散射成期望的发射样式。在灯170中，用于平台和散热器结构的传导路径是耦合的，但是可以理解在其他的实施方式中它们可以是非耦合的。

图14显示了根据本发明的灯190的一个实施方式，包括如上文中描述的那样安装在散热器194上的八个LED光源192。发射体可以包括可以许多不同的方式耦合到一起的许多不同类型的LED，并且这些LED在显示的实施方式中串联地连接。注意到在这个实施方式中发射体没有安装在光学腔中，而是安装在散热器194的顶部平面表面上。图15显示了显示在图14中的灯190，其中球形的磷光体承载件196安装在显示在图14中的光源192的上方。显示在图15中的灯190可以与如上文中描述的那样的散射器198组合以形成具有散射光发射的灯。

如上文中提到的那样，磷光体承载件可包括多个转换材料，比如黄色/绿色和红色磷光体。这些磷光体可以提供用于白光灯发射的黄色/绿色光分量。但是，在不同的实施方式中，这些光分量可以直接地从LED芯片而不是通过磷光体转换来提供。这些不同的布置可以提供特定的优点，包括但不限于要求较低工作功率的灯以及通过消除对特定磷光体的需求而可以是较便宜的。在其他的实施方式中，这些颜色分量的一些可以直接地从不同颜色的LED芯片提供。例如，发射的红色分量可以直接地从红色发射LED提供，该红色发射LED如在属于Yuan等人、名为“使用红色发射体的具有远距离磷光体和散射器结构的LED灯（LED Lamp WithRemote Phosphor and Diffuser Configuration Utilizing Red Emitters）”的美国临时专利申请第61/424,670中描述的那样，该申请在这里通过引证的方式引入。

图16和图17显示了根据本发明的灯250的另一个实施方式，该实施方式与在于2010年3月3日提交、名为“具有远距离磷光体和散射器结构的LED灯（Lamp With Remote Phosphor and Diffuser Configuration）”的美国临时专利申请第61/339,515号、以及于2010年10月8日提交、名为“将光散射成均匀发射样式的非均匀散射器（Non-uniform Diffuser toScatter Light Into Uniform Emission Pattern）”、美国专利申请第12/901,405号中显示和描述的那些类似，该两个临时专利申请都在这里通过引证的方式引入。

灯250包括散热器252，具有可以使用与上文中描述的相同的方法由相同的材料制成的圆罩形的磷光体承载件254和圆罩形散射器256。该灯也包括LED 258，在这个实施方式中所述LED安装在散热器252的平面表面259上，其中磷光体承载件和散射器在LED芯片258的上方。LED芯片258和磷光体承载件254可以包括上文中描述的布置和特性中任一种，比如一些实施方式具有红色和蓝色发射LED芯片。磷光体承载件可以包括上文中描述的磷光体材料中的一种或多种，但是优选地包括吸收蓝色光并且发射黄色光的磷光体，以使得灯发射蓝色、红色和黄色组合的白色光。

灯250可以包括适合常规电气插座的类型的安装机构259。在显示的实施方式中，灯250包括用于安装到标准爱迪生插座中的螺纹部260。像上文中的实施方式一样，灯250可以包括标准插头并且电气插座可以是标准电源插座，或可以包括GU24基座单元，或标准插头可以是夹子并且电气插座可以是接纳和保持该夹子的插座（例如，如用在许多荧光灯中的那样）。

根据本发明的灯可以包括如上文中描述的那样的电力供应或电力转换单元，该电力供应或电力转换单元可以设置在散热器内的腔或壳体中。如上文中的一样，这些部件可以包括驱动器以允许灯泡以交流线电压/电流运行以及提供光源调整能力。在一些实施方式中，电力供应器可以包括使用非隔离准共振回扫拓扑的离线恒定电流LED驱动器。LED驱动器可以装配在灯250内，比如装配在主体部分262中。在一些实施方式中，电力供应器可以是不可调整的，但是相对低成本。可以理解，所用的电力供应器具有许多不同的拓扑或几何结构并且可以以许多不同的方式布置。

不同的灯部件可以具有许多不同的形状并且可以以许多不同的方式布置。特别地，散热器可以以许多不同的方式布置以满足期望的尺寸、热管理特性、和期望的发射特性。如显示在图3中的一样，可用于A19标准尺寸的相对特殊且受限制的罩壳可以导致对于散热器的不同形状和尺寸的有限的选择。对于具有允许其满足特定的发射特性（比如如上文中描述的能源之星

计划的特征）的LED灯而言，尤其是这种情况。

图18显示了根据按照本发明的散热器的散射器300的一个实施方式，该散热器能够使LED、磷光体承载件和散射器圆罩安装在它之上以形成灯。散热器300可以由与上文中讨论的相同的热传导材料制成。散热器300可以使用在许多不同的灯中，但是特别地将尺寸设计为配合A19罩壳要求，同时具有有角度的表面，该有角度的表面允许灯发射在能源之星

发射要求内的光。

散热器300可以具有柱形的芯/壳体302以容纳上文中描述的电力控制单元。散热器也可以具有散热片304，所述散热片设计为将热从灯的热产生元件传导离开，比如LED、电力电子器件等等。散热片304可以具有许多不同的形状和尺寸并且可以由上文中描述的热传导材料中的多种材料制成。在不同的实施方式中也可以具有许多不同数量的散热片304，其中一些实施方式具有在20个和60个之间的散热片。其他的实施方式可以具有30至50个散热片，而其他的实施方式可以具有35至40个散热片。在一个实施方式中，散热器452可以具有大约38个散热片。散热片304的数量可以减少，但是这可以导致在用以散发热的表面面积的对应减少。当使用更少的散热片时，可使用更大的散热片，但是这可能导致不可接受量的光被散热片阻挡或可能导致散热片落到A19罩壳之外。

散热片304可以每个均具有基本上相同的形状，但是在其他的实施方式中散热片可以具有不同的形状。散热片304中的每一个可以具有下部部分306，所述下部部分的尺寸和角度设计为远离散热器304的中心，以允许散热器装配在A19罩壳的中间有角度部分中。在显示的实施方式中，下部部分306与竖直线成大约150度的角度（或与水平线成60度的角度），但是可以理解，散热片可具有许多其他的角度。特别地，下部部分可以具有与竖直线成大于150度的角度的散热片。散热器的顶部部分308可以向后朝向散热器300的中心成角度，其中这个角度根据期望的发射特性而选择。在一些实施方式中，使用这个散热器的灯可以布置成发射满足如上文中描述的能源之星

发射特性的光。特别地以及如在下文中进一步描述的，顶部部分308可以是成角度的以便不会阻挡太多在向下的方向上从灯发射的光，同时仍然提供用于热散发的期望表面面积。

图19至图22显示了根据本发明的灯450的一个实施方式，该灯使用具有与显示在图18中的散热片类似的散热片453的散热器452。灯450的内部部件在图20和图21中最好地显示。像上文中的实施方式那样，灯450包括圆罩形磷光体承载件454和圆罩形散射器456。该灯还包括LED458，在这个实施方式中所述LED安装在散热器452的平面表面上，其中磷光体承载件和散射器454、456在LED 458的上方。如同在这里描述的其他LED灯那样，LED芯片458、散射器456、和磷光体承载件454可以包括上文中描述的任何形状、布置和特性，比如一些实施方式具有红色和蓝色发射LED芯片。磷光体承载件454可以包括上文中描述的磷光体材料中的一种或多种，一些实施方式包括吸收蓝色光并且发射黄色光的磷光体以使得灯发射蓝色、红色和黄色组合的白色光。

灯450可以包括适合常规的电气插座的类型的安装机构，比如用于旋进标准爱迪生插座中的螺纹部460，以及包括上文中提到的替换安装机构。圆罩形散射器可以是许多不同的形状和尺寸，并且在显示的实施方式中是“矮胖形的”，并且在不同的区段中可以具有不同数量的散射器，两者都在上文中引入的美国专利申请第12/901,405号中描述。

LED 458使用常规的安装方法安装在印刷电路板462上，其中印刷电路板462使用安装螺钉466安装到散热器平台464，所述安装螺钉穿过印刷电路板462并且转动进入散热器平台464中的螺纹孔467中。可以理解，许多其他的实施方式可以使用不同的安装方法和机构。磷光体承载件454也安装到平台464并且在LED 458的上方，以使得来自于LED的光穿过磷光体承载件454。槽道468围绕平台464布置，其中散热器圆罩456的下边缘安置在槽道468中。磷光体承载件454和散射器圆罩456可以使用已知的安装材料和方法安装在位。在这个实施方式中，散射器圆罩安置在在LED 458的下方的槽道468中，并且波长转换元件454安置在LED 458上方的槽道473中。取决于实施方式，波长转换元件454、散射器圆罩458、LED 458和/或散热器452的顶部表面的相对安装位置可以变化。

通过提供槽道468，散射器圆罩456可以在下部布置在散热器452中。这可以提供许多优点。这可以导致散射器圆罩456和散热器散热片453之间的重叠以促进热散发。这个布置可以允许散射器圆罩456为较低的并且也辅助允许灯450在期望的长度内装配，比如提供在A19罩壳中的那些布置。这也导致散射器圆罩456的下边缘是在磷光体承载件454的下边缘的下方，使得磷光体承载件在这个散射器圆罩456内实质上升高。这将磷光体承载件454更靠近散射器圆罩456的中心放置，所述散射器圆罩可以促进从灯450的均匀分布。可以存在对磷光体承载件454可以相对于散射器圆罩456升高的距离的具有实际限制的因素。例如，如果磷光体承载件454升高地过于靠近散射器圆罩456，来自于磷光体承载件454的黄色光可以是通过散射器圆罩456可见的。这对于一些灯使用者可能是审美上不让人喜欢的。在不同的实施方式中，磷光体承载件454可以相对于散射器圆罩456升高不同的量。在一些实施方式中，磷光体球罩的下边缘可以在0和30毫米之间升高，而在其他的实施方式中，所述下边缘可以在5至15毫米的范围内升高。在又一些其他的实施方式中所述下边缘可以升高大约10毫米。

灯450也布置成通过特定的工业的坠落和破裂测试。印刷电路板462可以包括电导体、迹线或部件，这些元件如果暴露的话可能导致电击的危险。为了满足这些破裂测试，灯450可以布置成使得如果散射器圆罩456和磷光体承载件454中的一个或两者都破裂（比如由于坠落），也不存在会导致电击危险的暴露部件。为了减少和/或防止这个危险，灯450包括覆盖印刷电路板462的部分的电绝缘层470。绝缘层可以布置为覆盖携带电信号的电导体、迹线或电气部件。可以使用许多不同的绝缘材料，包括但不限于不同的塑料，比如聚碳酸酯。绝缘层可以与灯分离地形成并且安装在位，或一旦印刷电路板462安装在位则所述绝缘层可以直接地形成在灯上。

窗口472可以设置在绝缘层470上，其中LED 458设置在窗口472中使得层470不会阻挡从LED的发射。窗口472的边缘可以是有角度的，所述边缘提供了额外的优点，即提供了布置为向上朝向磷光体承载件反射侧向地发射的LED光的表面，其中所述表面可以有助于有用的灯发射。

绝缘层470还包括尺寸设计为保持磷光体承载件454的下边缘的绝缘层凸缘（ledge）或槽道473。磷光体承载件454可以通过放置并且安装到绝缘层上并处于凸缘470内来快速且容易地布置在它的期望位置中，其中在正确的位置所述凸缘对准磷光体承载件454。绝缘层470延伸进入散热器槽道468中，其中所述绝缘层在散射器圆罩456和槽道468的表面之间的槽道468中对准并且保持在位。绝缘层470也可以包括第二绝缘层凸缘或槽道473以保持散射器圆罩456的下端部，其中凸缘或槽道473允许散射器圆罩456在磷光体承载件454和LED 458上方的正确位置中快速地和容易地放置并且在安装到绝缘层470。

根据本发明的绝缘层的不同实施方式可以布置为提供高效的灯制造。在一些实施方式中，绝缘层470可以与灯450分离地形成，并且绝缘层、磷光体承载件454、和散射器圆罩456可以分离地组装成双圆罩单元475（显示在图20中）。双圆罩单元可以快速地和容易地安装并且对准到散热器，其中第二绝缘层凸缘或槽道473在散热器凸缘468中。单元475然后可以使用已知的方法和材料安装在适当的位置。通过提供分离的双圆罩单元475，根据本发明的灯也可以布置成使得单元475可以是可移除的和可更换的。在单元475故障或损坏、或允许进入灯的其他的部分（比如印刷电路板462）以进行修复或更换的情况下，这可能是特别理想的。可以理解，其他的实施方式可以包括具有磷光体承载件454以及分离地形成然后安装到散热器452的绝缘层的分离单元。散射器圆罩456然后可以安装到绝缘层470，并位于磷光体承载件454的上方。这些布置也可以允许这些单元通过发射特性来分级，以与LED分级的几乎同样的方式。

在一些实施方式中，电绝缘元件470、波长转换元件454和/或散射器圆罩456包括比如卡扣件（snap）或配套的突出部和凹口的机械耦接或保持机构，以使得双圆罩单元475可以容易地放到一起来作为单个单元，例如卡扣配合。这样，当制造具有不同光学特性的不同LED灯泡时，具有不同光学特性的单元可以容易地置换和/或安装。此外，如果消费者要求不同的特性，则消费者可以在已有的LED灯泡上更换双圆罩单元475。在一些实施方式中，电绝缘元件470可以包括机械耦接机构，所述机械耦接结构使得双圆罩单元475能够容易地和机械地通过手（例如用卡扣件或配套的突出部）安装到散热器或LED灯泡的壳体。在这些实施方式中，这些机械安装或保持特征相对于电绝缘元件470描述，但是这些特征可以通过分离的元件提供或与没有电绝缘的电绝缘元件一起提供。使波长转换元件454和/或散射器圆罩456作为整体装置或连接到一起作为一个单元可以提供制造上的优点。例如，可以测量单元的光学特性，以及单元可以比如在1931CIE图的区域中分级。因此，单元可以选择并且与固态光源匹配以实现具有期望的光学性质的发光单元，以及可以允许一致地制造具有相同或类似的发射特性的灯和/或灯泡。这可以帮助增加消费者对根据本发明的灯的满意度。

现在参考图22，灯450显示为具有围绕它的A19罩壳/轮廓476，其中灯450的尺寸和形状设计为装配在A19罩壳476内。特别地，散热器452的下部部分478的定位、尺寸和形状设计为装合在罩壳的有角度的中间部分480中。散射器圆罩、散热器和爱迪生连接器的形状和安装允许灯的尺寸设计成使得灯的整体长度在A19罩壳内。

散热器452的上部部分482可以具有许多不同的角度，其中显示的角度提供了期望的热管理，同时仍然允许符合能源之星

性能要求的均匀发射。也就是说，散热器应当提供期望的表面面积以散发热量，而同时不阻挡从散射器圆罩456发出超量的光。在显示的实施方式中，角度可以从在散热器上方的交叉点485测量，在所述交叉点处与有角度的表面重合的线486相交。两条线486之间的角度可以为单向的以测量上部部分中的散热片表面的角度。在显示的实施方式中，交叉点485在灯450的最低点的上方139毫米。这对应于在上部有角表面480之间的大约42度的测量角度。可以理解可以使用许多其他的测量的角度，比如60度或更小、50度或更小、和/或40度或更小的角度。在这些不同的实施方式中，重合线在散热器450上方的不同点处相交。在其他的实施方式中，可以使用不同的角度测量方法。

一些实施方式可以进一步地以散热器452不比散射器圆罩456更宽为特征，如显示的那样。这进一步地帮助灯450停留在A19罩壳内，而仍然不会阻挡来自于散射器圆罩456的光。

如上文中讨论的一样，根据本发明的灯实施方式可以提供符合能源之星

要求的发射分布。能够实现能源之星

光符合性的散热器结构依赖于散热片的数量、散热片的厚度、散热片在发射表面的轮廓（例如，散射器圆罩）上面延伸的距离、以及散热片相对于灯的竖直轴线的角度之间的平衡。对于布置为符合A型灯（A19、A21、A23）的美国国家标准协会（ANSI）标准轮廓同时仍然提供对于额定的L70寿命所需要的足够的散热器面积的实施方式，这些参数可以直接地影响用于散热片的尺寸、形状、数量和位置。例如，在散热片453的提出实施方式中，散热片453在发射表面的轮廓的上面延伸的距离越大，散热片相对于竖直轴线的角度越大，以及可能地散热片可允许更小的阻挡面积（例如，更少的散热片或更薄的散热片），这可以允许灯450实现能源之星

光分布。可以理解，显示在附图中以及在上文中讨论的散热片实施方式仅仅是可以满足期望的灯发射和尺寸要求的散热器片装置的一些实施方式。

图23和24图示了灯的相关几何结构可能对灯的发射特性的影响。首先参见图23，灯500显示为与显示在图19至图22中的灯450类似，并且对于相同或类似的特征，上文中的相同标号将用于描述这个图。

首先参见图23，包括中央线502，该中央线从磷光体承载件454的中心到散热片453的末端。如果灯具有从灯的中心发射的更大程度上充当常规灯丝的光源，则光将从灯的中心在所有方向上发射，其中光中的一些沿着中央线503发射。对于以这个方式发射的光，增加到散热片453的顶部区域的表面面积将对灯发射轮廓具有很小的影响。但是，如在这里描述的，磷光体球罩更多地作为体积发射体，其中整个表面以大致朗伯曼的方式发射光。第一三角形504图示了确定的球罩表面面积。对于在水平线的下方小于67.5度的角度的发射，光可能至少部分地被散热片453阻挡并且对向下的光分布可以具有很少的影响。对于在第一三角形504中以高于67.5度的角度发射的的发射区域，光对整体光发射做出贡献。

第一、第二和第三箭头506a、506b和506c显示了从磷光体承载件454上的第一三角形内的不同位置开始的不同发射角度，并且可以图示出更大的散热片表面面积对从这些不同位置发射的光具有的影响。第一箭头506a图示了从在磷光体承载件454上的高处的区域发射的光，其中这些区域具有对向下的光分布的最大潜在贡献，这是因为灯500的部件的几何结构，所述部件包括但不限于磷光体承载件454、散射器圆罩456和散热器452。如第二和第三箭头506b和506c显示的，在球罩上的较低的发射区域对从灯开始的向下分布提供逐渐减小的贡献。从球罩的下部部分的发射对从灯开始的向下发射贡献非常小，而从球罩上的更高处的发射对从灯500开始的向下发射具有显著贡献。

现在参见图24，灯500显示为具有第二三角形508，该第二三角形表示增加到散热片上的额外的表面面积。对于从球罩的下部部分的发射，增加的表面面积对散热片453阻挡的光的量具有很少的影响，但是从这些区域的发射对从灯的向下发射贡献很少。相对地，从球罩上的较高处发射的光受到很大影响。如可以从箭头510看见的那样，光可以无阻碍发射的角度与第一箭头508a相比升高了，所述第一箭头显示图23中的上面的角度。这随之减小了向下无阻碍发射的光的量。这可以导致灯失去能源之星

发射特性。作为替换，更大的散热片表面面积可以在下部在散热片上增加，但是这可以导致散热器的尺寸超过A19罩壳。在上文中描述的不同实施方式中提供的角度提供了这样的角度，该角度允许灯保持具有A19罩壳以及具有期望的均匀发射，同时仍然允许散热片具有必需的表面面积以散发来自于灯的热。

可以理解，散射器圆罩可以采用许多不同的形状以提供磷光体承载件和散射器圆罩之间的动态关系，该动态关系导致期望的灯发射特性。在一些实施方式中，散射器圆罩的形状可以至少部分地取决于磷光体承载件的形状以实现期望的灯尺寸和发射特性。图25至图28显示了用于根据本发明的矮胖形散射器圆罩560的一个实施方式的尺寸。

如上文中讨论的以及在这里引入的专利申请中讨论的那样，根据本发明的散射器圆罩可以具有散射和传送来自于灯光源的不同量的光以帮助产生期望的发射样式的不同区域。在一些实施方式中，散射和传送不同量的光的不同区域可以通过在不同区域处用不同量的散射材料涂敷散射器圆罩实现。这随之可以改变光源的输出光束强度轮廓以提供提高的发射特性，如上文中描述的那样。

在一些实施方式中，本发明可以依赖于散射器元件（即，散射器圆罩）和散射器涂层散射性质的组合以产生灯的期望远场强度轮廓。在不同的实施方式中，散射器厚度和位置可以取决于不同的因素，比如散射器圆罩几何结构、光源布置、以及从磷光体承载件发射的光的样式。

在一个实施方式中，散射器圆罩可以布置为把二维LED、LED阵列、平面磷光体转换层、或三维磷光体承载件的发射强度轮廓转换成更宽的光束轮廓，比如与白炽A19灯尺寸和能源部（DOE）能源之星

发射特性相关联的光束轮廓。这可以使得能够高效且成本效率高地制造用于代替常规的白炽灯泡的基于LED。

已经发现局部的和/或非均匀涂层会产生宽光束强度轮廓，所述宽光束强度轮廓对于白炽灯替代品是理想的并且满足针对均匀发光强度分布的能源之星

符合性。不管散热器和散射器球罩几何结构如何，非均匀涂层也可以提供实现能源之星

符合性的能力。在通常的意义上，在清洁的或均匀涂敷的散射器圆罩上适当设置足够的、局部涂层可以将穿过散射器圆罩的可见光子的散射和强度轮廓控制到优选的角度。在能源之星符合性的情况下，一个布置将重新定向可见光子以使得在大角度处的发射强度大于120度。这些布置可以提供使用便宜的二维光源的灯，而与此同时满足A19尺寸和能源之星

发射标准。这些实施方式的局部涂层可以作为覆盖散射器的一定百分比并且仅仅具有一个单独的发光器区域的涂层而存在，或涂层可以作为沿着散射器的特定区域的环或带设置。

图29显示了散射器圆罩580的一个实施方式，该散射器圆罩具有覆盖其表面的大部分的均匀涂层582以及具有更多散射材料的更厚的带状涂层584。在显示的实施方式中，更厚的带状涂层584在特定的视角范围内跨越散射器圆罩580周围的范围，其中带状涂层584防止更多的光在那个特定区域逃逸，导致所述光以更大或更小的角度离开。

图30的曲线图显示了典型白炽灯的发射强度轮廓592、包括具有均匀散射性质的散射器圆罩的LED灯的发射强度轮廓594、以及包括具有含有更多散射材料的带（或区域）的散射器圆罩的LED灯596的发射强度轮廓。轮廓594显示均匀涂层的低视角或轴向光强度小于在45至105度之间的角度处的强度。现在参见轮廓596，在45和105度之间的强度小于轴向光的强度。作为这个强度偏移的结果，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、以及在一些情况下优于白炽灯的发光分布。

图31显示了在图30中示出的发射轮廓596的更靠近的视图，显示了对于包括具有非均匀涂层（即，更大散射器的带或区域）的散射器的LED灯的发射强度对视角的曲线。图32是列出与发射显示在图31中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，显示在图30中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，在散射器圆罩上或内的正确位置中（该位置是在45和105度之间）设置具有额外散射材料的带状涂层提供了期望的扩宽的发射轮廓。

如上文中提到的那样，额外的散射器可以在散射器圆罩上的许多不同的带或区域中提供。本发明的另一个实施方式包括非均匀涂层，该非均匀涂层可以包括多个局部涂层。局部涂层可以使用在本申请中描述的任何方法施加，其中一个方法是喷涂到散射器圆罩上。额外的散射器的一个涂层可以在散射器球罩的中间附近沉积，比如在大约45至105度的视角范围内沉积。额外的散射器的第二涂层然后可以在散射器圆罩的顶部处沉积以覆盖0至大约45度的视角。这些组合的涂层阻挡了在0和105度之间的可见光子的大部分，从而允许更多的光以更大角度穿过散射器圆罩。现在参见图33，与来自于典型白炽灯的轮廓602的涂层相比较，示出了具有散射器圆罩的灯的具有这个两部分涂层的发射强度轮廓600。这些轮廓是非常类似的并且如显示在图34中的表610中的那样，这个两部分非均匀结构实现了能源之星

符合性。

注意到一些实施方式的实验已经显示应用薄的第一带提供了在最小值与平均值的比上的一些降低（例如，30%到27%）。通过增厚第一带，进一步地，该比率更多地降低，从27%到24%。还通过实验确定出，一旦额外的散射器在散射器圆罩的顶部处（在大约0到45度的范围内）涂敷，则实现13%至19%的最小值与平均值的比。这仅仅是根据本发明可以用以产生期望的灯发射特性的许多不同散射器带设置中的一个。

根据本发明的散射器的不同实施方式可以包括沿着内表面和外表面的任何方向改变散射性质。在一些实施方式中，散射器可以包括透明材料（基板），该透明材料包括在其内表面上具有变化的散射性质的散射膜。其他的实施方式可以包括透明球罩，该透明球罩具有在其内表面和/或外表面上和/或嵌入在散射器元件580内的散射膜。所述散射膜可以具有许多不同的厚度，至少部分地取决于所用的薄膜/密合料材料、散射材料的类型、以及在所述膜中散射材料的密度。在一些实施方式中，透明球罩可以具有从0.1到1000微米的范围内的散射膜厚度，其中膜是在球罩的内部和/或外部上。在使用纤维素基密合料的实施方式中，膜厚度可以在从0.1至100微米范围内，其中所述膜是在球罩的外部和/或内部上。在使用纤维素基密合料的一些实施方式中，可以使用铝土基散射颗粒，其中一些颗粒具有0.1至4.0微米的直径。

在又一些其他的实施方式中，散射器可以包括透明球罩，并且散射膜可以包括甲基硅树脂基密合料，其中所述膜是在球罩的内部和/或外部上。在这些实施方式中，所述膜可以在从0.1至700微米厚度的范围内，并且可以包括由不同材料制成的散射颗粒。一些实施方式可以包括铝土散射颗粒，其中这些实施方式具有在0.1至4.0微米范围内的颗粒厚度。

所述膜的厚度可以大于上文中描述的那些厚度并且可以使用不同的密合料和颗粒材料。如讨论的那样，散射器圆罩和散射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施加。在一些实施方式中，用于散射器的密合料材料可以是有机聚合物，比如乙基纤维素、硝化纤维素或聚氧化乙烯（poly（ethylene oxide））或无机聚合体系统（比如硅树脂或乙基聚硅酸盐（ethyl polysilicate））。在又一些其他的实施方式中，密合料可以包括釉质。在一些实施方式中，散射器可以包括铝土、硅土、钛白、二氧化钛、或它们的组合的散射颗粒，其中一些实施方式具有从0.1至1.0微米的范围的颗粒尺寸。在一些实施方式中，散射器球罩材料可以是硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃或聚碳酸酯热塑性塑料。一个实施方式可以包括散布在乙基纤维素密合料中的直径为大约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 glycol monoethyl ether acetate）和酞酸二丁酯。上文中描述的范围可适用于具有期望的发射效率（比如大于85%）的灯。具有更厚的层可以导致低的灯发射效率。

图35是显示关于如上文中描述的那样在矮胖形散射器624的内表面上的非均匀散射膜622的一个实施方式的厚度变化的图620。膜622的厚度在不同高度处测量并且在从厚度大约21微米以及高度10毫米到厚度大约200微米以及高度30毫米的范围内。所述膜的厚度在散射器的顶部处是大约44微米。可以理解，这些厚度可以根据如上文讨论的许多因素而变化，比如散射器形状、密合料材料、散射颗粒的类型、等等。

图36至图41显示了根据本发明的具有以不同的方式设置的不同散射器层的散射器圆罩的不同实施方式。这些仅仅作为实例提供，并且可以理解依据本发明可以提供许多不同的布置。

图36显示了具有均匀外散射器涂层632、和在均匀涂层632上的外局部涂层634的散射器圆罩630。局部涂层634可以使用许多不同的方法施加，比如通过喷洒或浸涂。图37显示了具有均匀内散射涂层642和局部外涂层644的散射器圆罩640，所述涂层可以使用不同的方法施加，比如喷洒或浸涂。图38显示了具有均匀外涂层652和局部内涂层654的散射器圆罩650。图39显示了具有均匀外涂层662和具有变化的厚度的局部内涂层664的散射器圆罩660。图40显示了具有厚度变化的局部内涂层672的透光或透明的散射器圆罩670。图41也显示了具有多个内涂层682、684的透光或透明的散射器圆罩680，该多个内涂层中的所有或一些可以具有变化的厚度。

虽然上文中的讨论中的许多是针对改变在散射器圆罩的区域中的散射特性，但是可以理解，远距离磷光体（磷光体承载件）可以具有不同转换材料浓度的区域。这也可以协助产生期望的发射轮廓和期望的光特性。在一些实施方式中，磷光体承载件在顶部处或在顶部周围可以具有增加的转换材料，但是该增加可以是在其他的区域中。也可以理解，像散射器涂层一样，转换材料可以以上文中描述的任何不同的内涂层和外涂层组合来施加在磷光体承载件上。

对于散射器圆罩和磷光体承载件这两者，涂层材料可以混合在形成圆罩的材料中。这可以在不用停止沉积散射器或磷光体材料的情况下允许散射器圆罩或磷光体承载件的制造。所述散射器圆罩或磷光体承载件都可以用期望的材料形成期望的形状而整合到圆罩上。这可以是特别地适用于用容易获得的和容易使用的材料（比如塑料）来形成散射器圆罩和/或磷光体承载件。这个散射材料和/或转换材料也可以在圆罩材料的不同区域中以不同的浓度布置，以及也可以在不同区域中包括不同的散射或转换材料。

可以理解，上文中描述的布置同样地可适用于除了上文中描述的灯泡类型之外的照明应用。上文中的特征的所有或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距离转换材料和不同形状的远距离散射器。如同上文中的实施方式那样，远距离散射器可以具有散射特性提高的区域，或可以具有帮助产生期望的发射轮廓的形状。

可以理解，根据本发明的灯或灯泡可以以除了上文中描述的实施方式之外的许多不同的方式布置。上文中的实施方式参考远距离磷光体讨论，但是可以理解，替换的实施方式可以包括至少一些具有保形磷光体层的LED。这可以特别地适用于具有从不同类型的发射体发射不同颜色光的光源的灯。这些实施方式可以以其他方式具有上文中描述的特征中的一些或所有。

图42显示了根据本发明的在A19尺寸罩壳701内的灯700的另一个实施方式。灯700使用具有与在上文中显示的散热片类似的散热片703的散热器702，但是具有稍微不同的形状。像上文中的实施方式一样，灯700包括圆罩形磷光体承载件704和圆罩形散射器706。也像上文中的实施方式一样，LED（没有显示出）可以安装在散热器702的平面表面上，其中磷光体承载件和散射器704、706在LED的上方。LED芯片、散射器706、和磷光体承载件704可以包括上文中描述的形状、布置和特性中的任一种。灯700也可以包括适于配合在常规电气插座中的类型的安装机构708，在这个实施方式中所述安装机构可包括用于旋进标准爱迪生插座中的螺纹部，所述灯也可以包括上文中提到的替换的安装机构。圆罩形散射器706可以是许多不同的形状和尺寸，并且在显示的实施方式中是“矮胖形的”并且可以如上文中描述的那样在不同的区段中具有不同数量的散射器。

散热器702可以包括容纳电力供应器单元712的腔/壳体710。电力供应器单元710可以具有上文中讨论的电力供应器单元的特征、元件或特性中的任一种，包括但不限于热传导灌封材料。电力供应器单元712包括保持把电源功率转换成LED驱动信号的多个电子元件716的印刷电路板714，并且也可以允许调整由灯700发出的光。印刷电路板714在灯700中显示为竖直地安装在腔/壳体710内，但是可以理解，在其他的实施方式中，印刷电路板可以以其他的方式以及以不同的定向安装，并且电力供应器单元712可以包括多于一个的印刷电路板。

上文中的实施方式已经参考不同形状和尺寸的磷光体层或磷光体承载件来描述，但是其他的实施方式可以包括除了上文中描述的那些之外的不同的形状和尺寸。例如，图43至图46显示了磷光体承载件的额外实施方式718、720、722和726，这些实施方式可以用在根据本发明的灯或灯泡中以实现期望的灯或灯泡尺寸或发射样式。这些仅仅是本发明考虑的许多不同的形状中的一些。

虽然本发明已经参考其某些优选结构来详细描述，但是其他的型式是可能的。例如，本发明的LED灯泡的不同特征或方面相对于多种实施方式描述，但是应当理解，如本领域普通技术人员将理解的那样，这些特征或方面中的每个可以合并以及相对于任何在这里描述的实施方式来类似地使用。因此，本发明的精神和范围不应当限制在上文中描述的型式中。

Claims (57)

1.照明装置，包括：

光源，所述光源在散热器上；

散射器，所述散射器在所述散热器上并且与所述光源间隔开；

以及

波长转换材料，所述波长转换材料在所述散热器上并且设置在所述光源与所述散射器之间并与所述光源和所述散射器间隔开，其中所述灯布置成装配在A19罩壳内同时发射基本上均匀的发射样式。

2.权利要求1所述的照明装置，发射符合能源之星

要求的发射样式。

3.权利要求1所述的照明装置，其中，所述光源包括一个或多个发光二极管。

4.权利要求1所述的照明装置，其中，所述波长转换材料包括具有热传导材料的磷光体承载件。

5.权利要求1所述的照明装置，其中，所述散射器包括散射器圆罩。

6.权利要求1所述的照明装置，其中，所述散射器包括散射材料，其中所述散射器具有被更大量的散射材料覆盖的一个或多个区域。

7.权利要求1所述的照明装置，其中，所述散射器散射来自所述光源和/或所述波长转换材料的光。

8.权利要求1所述的照明装置，其中，所述波长转换材料是三维的。

9.权利要求1所述的照明装置，其中，所述波长转换材料是平面的。

10.权利要求1所述的照明装置，其中，所述波长转换材料是基本上截头球形的。

11.权利要求1所述的照明装置，其中，所述散射器是基本上截头球形的。

12.权利要求1所述的照明装置，其中，所述波长转换材料和所述散射器是基本上截头球形的，以使得所述波长转换材料磷光体和散射器提供双圆罩结构。

13.权利要求1所述的照明装置，其中，当所述照明装置没有工作时所述散射器至少部分地隐藏所述波长转换材料的外观。

14.权利要求13所述的照明装置，其中，在所述照明装置没有工作的情况下所述散射器展现白色的外观。

15.权利要求1所述的照明装置，提供至少800流明的稳态光输出。

16.权利要求1所述的照明装置，提供每瓦特65流明或更高的稳态光输出。

17.权利要求1所述的照明装置，提供每瓦特80流明或更高的稳态光输出。

18.权利要求16所述的照明装置，以小于10瓦特的电力工作。

19.权利要求1所述的照明装置，以10瓦特或更少的电力提供800流明的稳态输出。

20.权利要求1所述的照明装置，还包括覆盖位于所述散射器圆罩和波长转换材料下方的电传导特征的保护层。

21.权利要求1所述的照明装置，其中，所述光源安装在安装至所述散热器的印刷电路板上，并且所述光源还包括覆盖位于所述印刷电路板上的电传导特征的保护层。

22.权利要求1所述的照明装置，发射具有大于80的显色指数（CRI）的光。

23.权利要求1所述的照明装置，发射具有大于90的显色指数（CRI）的光。

24.权利要求1所述的照明装置，其中，从所述散射器发射的光具有在视角的范围内在均值的20%内的空间均匀度。

25.权利要求24所述的照明装置，其中，所述视角的范围是0至135度。

26.权利要求24所述的照明装置，在135至180度的视角内具有大于总光通量的5%的光通量。

27.权利要求1所述的照明装置，其中，所述磷光体承载件的下边缘高于所述散射器圆罩的下边缘。

28.照明装置，包括：

光源，所述光源在散热器上；

散射器，所述散射器在所述散热器上并且与所述光源间隔开；以及

波长转换材料，所述波长转换材料在所述散热器上并且设置在所述光源与所述散射器之间并与所述光源和所述散射器间隔开，其中所述散热器包括多个散热片，每个散热片均具有从所述照明装置的中心轴线向外成角度的下部有角度部分、以及向后朝向所述中心轴线成角度的上部部分，发射基本上均匀的发射样式。

29.权利要求28所述的照明装置，布置成配合A19尺寸罩壳。

30.权利要求28所述的照明装置，其中，所述散射器包括散射器圆罩，并且所述散热片没有延伸超出所述散射器圆罩的外横向边缘。

31.权利要求28所述的照明装置，其中，所述波长转换材料和所述散射器是基本上截头球形的，以使得所述磷光体承载件和散射器形成双圆罩结构。

32.权利要求28所述的照明装置，其中，所述散热器包括20到60个散热片。

33.权利要求28所述的照明装置，其中，所述散热器包括30到50个散热片。

34.权利要求28所述的照明装置，其中，所述散热器包括大约38个散热片。

35.权利要求28所述的照明装置，其中，所述下部区段具有与所述照明装置中心轴线所成的150度或更大的角度。

36.权利要求28所述的照明装置，其中，所述上部区段具有60度或更小的测量角度。

37.权利要求28所述的照明装置，其中，所述上部区段具有50度或更小的测量角度。

38.权利要求28所述的照明装置，其中，所述上部区段具有大约42度的测量角度。

39.固态灯，包括：

散热器，所述散热器具有多个散热片；

固态光源，所述固态光源安装在所述散热器上；

磷光体承载件，所述磷光体承载件在所述散热器上，在所述光源上方并且与所述光源间隔开；以及

散射器，所述散射器在所述散热器上，在所述磷光体承载件上方并且与所述磷光体承载件间隔开，其中所述磷光体承载件和所述散射器是基本上截头球形的，以使得所述磷光体承载件和散射器提供双圆罩结构，其中所述灯装配在标准尺寸轮廓内，并且发射基本上均匀的发射样式。

40.权利要求39所述的固态灯，其中，所述标准尺寸罩壳包括来自组A19、A21和A23中的一个。

41.权利要求39所述的固态灯，其中，基本上均匀的发射样式满足能源之星

发射要求。

42.权利要求39所述的固态灯，以10瓦特或更小提供800流明的稳态输出。

43.权利要求39所述的固态灯，其中，所述散热片没有延伸超出所述散射器的横向边缘。

44.权利要求39所述的固态灯，其中，所述散射器包括沿着所述截头球形形状的一个或多个不同浓度的散射材料。

45.固态灯，包括发射具有每瓦特80流明或更高的效率、以及具有大于80的显色指数的光的固态光源。

46.权利要求45所述的灯，发射具有为90或大于90的显色指数的光。

47.权利要求45所述的灯，还包括远距离散射器圆罩。

48.权利要求45所述的灯，还包括远距离磷光体。

49.权利要求45所述的灯，还包括磷光体承载件。

50.固态灯，包括发射具有每瓦特80流明或更高的效率的光、并且装配在A19尺寸罩壳内的固态光源。

51.固态灯，包括发射具有每瓦特80流明或更高的效率的光、并且具有符合能源之星

性能要求的发射样式的固态光源。

52.固态灯，包括以10瓦特或更小的电力发射具有每瓦特80流明或更高的效率的光的固态光源。

53.固态灯，包括发射具有每瓦特80流明或更高的效率的光、并且具有双圆罩散射器和转换材料布置的固态光源。

54.固态灯，包括发射具有每瓦特80流明或更高的效率、并且具有3000开尔文或更小的色温的光的固态光源。

55.权利要求54所述的灯，发射具有2700开尔文或更小的色温的光。

56.固态灯，包括发射具有每瓦特80流明或更高的效率的光、并且具有大于25,000小时或更长的寿命的固态光源。

57.固态灯，包括发射具有每瓦特80流明或更高的效率的光、并且具有50,000小时或更长的寿命的固态光源。

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