[發明專利]照明裝置和照明方法

無效

• 申請號: 200780044665.0
• 申請日: 2007-12-03
• 公開（公告）號: CN101622493A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 杰拉爾德·H.·尼格利
• 申請（專利權）人: 科銳LED照明科技公司
• 主分類號: F21V5/00
• 分類號: F21V5/00;F21Y101/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 郭偉剛

相關申請的交叉引用

本申請要求申請日為2006年12月4日、申請號為60/868,443的美國臨時專利申請的優先權，并在此將該美國臨時專利申請的全文引用入本申請中。

技術領域

本發明涉及照明裝置，更具體地說，涉及包括至少一個固態發光器件的照明裝置。

背景技術

在美國，每年有很大比例的(有人估計大約有25％)電量被用于照明。因此，需要提供高能效的照明。眾所周知地，白熾燈泡是非常低能效的光源——其消耗的電的大約90％作為熱量散發而不是轉換成光能。熒光燈泡比白熾燈泡更為有效(乘以系數10)，但是與固態發光體相比(如發光二極管)，其光效依然較低。

另外，與固態發光體的正常使用壽命相比，白熾燈泡的使用壽命相對較短，也就是，一般為750-1000小時。與其相比，發光二極管的使用壽命一般可以十年計算。與白熾燈泡相比，熒光燈泡具有較長的使用壽命(例如，10,000-20,000小時)，但是其顏色再現(color?reproduction)效果較差。

傳統燈具面臨的另一問題是需要定期更換照明裝置(例如燈泡等)。當接近燈具非常困難(舉例來說，位于拱形天花板、橋、高大建筑、交通隧道)和/或更換費用相當高時，這個問題變得尤為突出。傳統燈具的使用壽命一般約為20年，對應的發光器件至少要使用約44,000小時(基于20年中每天使用6小時)。一般發光器件的使用壽命非常短，這樣使得對其需要進行周期性更換。

因此，由于這樣或是那樣的原因，一直在努力發展可使用固態發光體代替白熾燈、熒光燈和其他發光器件并得到廣泛應用的方法。另外，對于已經在使用的發光二極管(或其他固態發光體)，一直在努力改進其能率、顯色指數(CRIRa)、對比度、光效(1m/W)和/或服務周期。

已知有多種不同的固態發光體。例如，一種類型的固態發光體是發光二極管。

發光二極管是眾所周知的半導體器件，其可將電流轉換成光。多種發光二極管被用于不斷增加的不同領域以達到更大范圍的目的。

更具體地說，發光二極管是在p-n節結構之間產生電勢差時發光(紫外線、可見光或紅外線)的半導體器件。已經有多種制造發光二極管的方法并具有多種相關結構，并且本發明可采用這些器件。例如，《半導體器件物理學》(Physicsof?Semiconductor?Devices，1981年第2版)的第12-14章和《現代半導體器件物理學》(Modern?Semiconductor?Device?Physics，1998年)的第7章中介紹了各種光子器件，包括發光二極管。

本申請中使用的表述“發光二極管”指的是基本的半導體二極管結構(即，芯片)。已獲得普遍承認并且在商業上出售(例如在電子器件商店中出售)的“LED”通常表現為由多個部件組成的“封裝”器件。這些封裝器件一般包括有基于半導體的發光二極管，例如但不限于美國專利4,918,487、5,631,190和5,912,477中所公開的各種發光二極管，以及各種引線連接和封裝該發光二極管的封裝體。

眾所周知地，發光二極管通過激發電子穿過半導體活性(發光)層的導帶(conduction?band)和價帶(valence?band)之間的帶隙(band?gap)來發光。電子躍遷產生的光線的波長取決于帶隙。因此，發光二極管發出的光線的顏色(波長)取決于發光二極管的活性層的半導體材料。

雖然發光二極管的發展以各種方式革新了整個照明工業，發光二極管的某些特征已經顯現出來并對現有技術發出挑戰，但是某些特征并沒有完全開發出來。例如，任何特定發光二極管的發光光譜一般集中在單個波長(由發光二極管的組成和結構決定)，這比較適合某些應用，但是卻不適合另外一些應用(舉例來說，用于提供照明，這樣的發光光譜提供非常低的CRI?Ra)。

發明內容

根據本發明的第一方面，本發明提供了一種照明裝置，包括至少第一固態發光器件和至少第一圖案化散射器(patterned?diffuser)，其中所述第一固態發光器件相對于所述第一圖案化散射器設置，使得在所述第一固態發光器件被點亮而發光時，所述第一固態發光器件發出的光的至少某些進入所述第一圖案化散射器并從所述圖案化散射器射出，所述圖案化散射器包括多個光學特征。

根據本發明的第二方面，本發明提供了一種照明方法，包括點亮至少第一固態發光器件以使得所述第一固態發光器件發光，從而由所述第一固態發光器件發出的光的至少某些進入第一圖案化散射器并從所述圖案化散射器射出。