帶有光致發(fā)光轉(zhuǎn)換器的白光LED光源本發(fā)明涉及電工技術(shù)和電子學(xué)，具體地，本發(fā)明涉及以半導(dǎo)體發(fā)光二極管為基礎(chǔ)的光源，更具體地，本發(fā)明涉及以半導(dǎo)體發(fā)光二極管為基礎(chǔ)的帶有熒光粉-轉(zhuǎn)換器的白光光源。得益于有關(guān)高效率發(fā)光二極管，特別是有關(guān)氮化銦InGaN異質(zhì)結(jié)的最新研究成果，固態(tài)照明技術(shù)開(kāi)始占據(jù)白光市場(chǎng)，其效率也是在所有為人所知的白光光源中最高的。LED被廣泛地用于線性照明設(shè)備和路燈中，在這些線性照明設(shè)備和路燈中燈具相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，使用能夠快速產(chǎn)生熱效應(yīng)的LED，并很好地布局這些LED的位置，可以有效輸出熱量。由于現(xiàn)在大力提倡節(jié)能，研制外形小巧但是具有高光通量的LED燈來(lái)替代傳統(tǒng)的白熾燈和鹵素?zé)簦乾F(xiàn)在最迫切的科技問(wèn)題，但是由于LED燈的容積有限，會(huì)限制電子控制裝置（驅(qū)動(dòng)器）的放置，并且其熱輸出表面相對(duì)較小，這些都為研制外形小巧的LED燈增加了困難。白光LED通常包括覆蓋YAG:Ce熒光粉的藍(lán)光LED。當(dāng)每瓦中有550-700毫瓦被分配給加熱裝置時(shí)，大功率（1瓦特或以上）藍(lán)光LED的效率為30-45%。除此之外，當(dāng)熒光粉把藍(lán)光轉(zhuǎn)換為黃光時(shí)白光LED中接近20%的光能量都被用來(lái)加熱熒光粉了。這些技術(shù)特征表明，當(dāng)溫度為25-125°C時(shí)，藍(lán)光LED的輻射率會(huì)下降接近7%，同時(shí)在同樣的溫度下，白光LED功率會(huì)下降接近20%。由此可見(jiàn)，大功率白光LED在散熱和光通量方面有很大的局限。本發(fā)明的目的在于，研制一種外形小巧的白光LED燈，以解決上述現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)燈具的技術(shù)缺陷并替代現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)燈具。本發(fā)明白光LED燈的基礎(chǔ)是LED芯片。所獲得的白光部分是由組合在一起的LED芯片發(fā)出的不同顏色的光（例如藍(lán)光、綠光和紅光或者藍(lán)光和橙色光）混合所得。但是最近幾年，人們逐漸傾向使用這類(lèi)白光LED光源，其帶有熒光粉-轉(zhuǎn)換器，當(dāng)吸收LED芯片輻射出的藍(lán)光或者紫外光時(shí)，其能輻射出黃光或者橙色光（紅光）。請(qǐng)參考圖1，圖1為這種類(lèi)型白光光源示意圖。該白光光源包含LED芯片和一個(gè)輻射轉(zhuǎn)換環(huán)境，芯片能發(fā)出短波輻射，該短波輻射輻射到輻射轉(zhuǎn)換器上，輻射轉(zhuǎn)換器被短波輻射激發(fā)發(fā)出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的長(zhǎng)波輻射。在具體的光合成過(guò)程中，包裹在有機(jī)或無(wú)機(jī)熒光粉里的芯片輻射出的單色藍(lán)光或者紫外光會(huì)轉(zhuǎn)化成白光。圖2是以帶有熒光粉-轉(zhuǎn)換器的發(fā)光二極管為基礎(chǔ)的著名白光光源設(shè)備，該白光光源在美國(guó)專(zhuān)利US6351069中有過(guò)描述。白光光源110包含LED氮化物芯片112，該芯片被激發(fā)時(shí)能發(fā)射出初始藍(lán)光。芯片112放置在反射器114巢內(nèi)的導(dǎo)線框里，用電線和導(dǎo)體116、118連接起來(lái)。導(dǎo)體116和118向芯片112傳送電力。芯片112被透明樹(shù)脂層120覆蓋，樹(shù)脂內(nèi)包含用來(lái)轉(zhuǎn)換輻射波長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換材料122用于形成120的轉(zhuǎn)換材料，可以根據(jù)再輻射的光譜分布隨意的選擇。芯片112和透明樹(shù)脂層120被透鏡124罩住。透鏡124通常由透明的環(huán)氧樹(shù)脂或者硅樹(shù)脂做成。在本發(fā)明中往芯片112上施加電壓，芯片上表面會(huì)發(fā)射出初始輻射。部分初始輻射被120中的轉(zhuǎn)換材料122吸收。然后轉(zhuǎn)換材料122會(huì)在初始輻射基礎(chǔ)上發(fā)出再輻射，也就是說(shuō)對(duì)輻射進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其變成具有較長(zhǎng)峰值波長(zhǎng)的光。初始輻射中另一部分沒(méi)有被吸收的輻射通過(guò)轉(zhuǎn)換層和再輻射混合。透鏡124把沒(méi)被吸收的初始輻射和再輻射一起輸出，如圖所示，箭頭126表示輸出的光。因此，輸出的光是混合的，其包括由芯片112輻射出的初始輻射和轉(zhuǎn)換層120輻射出的再輻射?？梢赃x擇用只讓小部分初始輻射或不讓初始輻射逸出的材料做轉(zhuǎn)換材料，當(dāng)發(fā)出紫外光初始輻射的芯片和一個(gè)或者多個(gè)發(fā)出可見(jiàn)再輻射的轉(zhuǎn)換材料放置在一起時(shí)。在上述提到的著名光源中，熒光粉層形成于發(fā)光二極管的表面，其有以下缺陷：由于受到穿過(guò)熒光粉層時(shí)光傳播角的影響，光的波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生很大的變化，因此當(dāng)熒光粉和發(fā)光二極管的表面發(fā)生直接的光熱接觸時(shí)，很難達(dá)到光顏色的均勻性；除此之外，當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)熱時(shí)，很高的溫度會(huì)使熒光粉的色坐標(biāo)發(fā)生變化或者讓其色衰。為了克服上述缺陷，我們提議這樣一類(lèi)白光光源中，在該類(lèi)白光光源中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器遠(yuǎn)離發(fā)光二極管，其原理如圖3所示。按照該原理所制成的發(fā)光設(shè)備，曾經(jīng)有人做過(guò)描述，例如美國(guó)專(zhuān)利US6600175（B1），如圖4所示。這類(lèi)白光光源包括外殼207，并且有內(nèi)部容積，外殼由透明介質(zhì)211做成。介質(zhì)211可以由任何合適的透光材料做成，例如透明的聚合物或者玻璃。由介質(zhì)211所包覆的內(nèi)部容積里設(shè)置有芯片213，芯片位于底座214上。第一電觸點(diǎn)216、第二電觸點(diǎn)217分別與芯片213上的輻射部分218與底部219相連，其中218是通過(guò)導(dǎo)體212和第一電觸點(diǎn)216相連的。做成透光介質(zhì)211的材料是熒光或者磷光成分，或者是它們的混合物，換句話說(shuō)，是能把發(fā)光二極管213中輻射部分218所發(fā)輻射轉(zhuǎn)換成白光的熒光介質(zhì)。熒光粉分布于做成外殼207的介質(zhì)211內(nèi)或者以薄膜209的形式覆在外殼207的內(nèi)壁上。或者熒光粉可以涂覆在外殼的外壁上，如果外殼在自然的狀態(tài)下使用（例如，在外表層不會(huì)受到磨損和破壞的狀態(tài)下）的話外表層也可以處于很好的工作狀態(tài)。熒光粉可以分布在聚合物或者玻璃熔體內(nèi)，然后由此形成外殼，以保障外殼成分的均勻性和光從其表面輸出。在美國(guó)專(zhuān)利US7618157B1中描述了著名的帶筒狀轉(zhuǎn)換器的白光LED燈具。其裝置示意圖如圖5所示。燈具310包括一長(zhǎng)條形的吸熱部件312，許多發(fā)光二極管314，這些發(fā)光二極管順著吸熱部件長(zhǎng)的一邊依次安裝在吸熱部件上，燈具還包括半球形燈罩316，其位于312上314的上方，在半球形燈罩316剖面弧形的部位、與發(fā)光二極管314相反的方向含有能被發(fā)光二極管發(fā)出的光激發(fā)的熒光粉。吸熱部件312由導(dǎo)熱材料做成，例如鋁。半球形的燈罩316由玻璃或者塑料等類(lèi)型的透明材料做成。熒光粉320可以當(dāng)作覆蓋層附在半球形燈罩的內(nèi)壁上或者將熒光粉放入作為覆蓋層的材料中。燈罩上不含熒光粉的平滑的部分326位于吸熱部件312上LED的兩側(cè)，其具有內(nèi)部反射面328，例如鋁覆蓋層，其能反射發(fā)光二極管314投射到其上的光，將其反射到半球形燈罩上的部分位置318上。轉(zhuǎn)換層可以是熒光材料，量子點(diǎn)材料或者是這些材料的混合，甚至還可以是透明的基質(zhì)材料，在該材料中含有磷或者量子點(diǎn)材料。眾所周知，包含熒光粉粉末的轉(zhuǎn)換層可以滲透、吸收、反射和散射投在其上的光。當(dāng)轉(zhuǎn)換層散射光的時(shí)候，它還同時(shí)可以滲透、吸收和反射部分被其散射的光。上述發(fā)明的缺陷在于，被發(fā)光二極管輻射所激發(fā)的熒光粉顆粒的輻射及發(fā)光二極管的反射，都不可避免地被熒光粉層和燈具內(nèi)部的元件部分吸收，從而導(dǎo)致白光光源效率的降低。Yamada[1]和Narendran[2]確定了YAG:Ce熒光粉轉(zhuǎn)換層來(lái)回傳播的輻射比例，該熒光粉能被波長(zhǎng)為470nm左右的藍(lán)光激發(fā)，然后轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)波波段的黃光輻射。Narendran證實(shí)，有60%的被轉(zhuǎn)換層發(fā)射并反射的光都會(huì)投射到激發(fā)光源并且大部分都會(huì)在發(fā)光二極管內(nèi)部消失[2]。試驗(yàn)過(guò)程中證實(shí)[3]，即使當(dāng)折射系數(shù)為1.8，密度為8mg/cm2的YAG:Ce熒光粉與折射系數(shù)為1.6的環(huán)氧樹(shù)脂混合能得到穩(wěn)定白光，藍(lán)光和黃光輻射中反射回來(lái)的輻射份額和發(fā)射出的輻射份額也分別為53%和47%，相應(yīng)的，單對(duì)黃光輻射來(lái)說(shuō)，份額分別為55%和45%。根據(jù)上述原因，在其他條件一樣的情況下，也可以得到在光通量和效率上有明顯優(yōu)勢(shì)的帶輻射轉(zhuǎn)換器的白光LED光源，直接被LED輻射反射的由熒光粉表面輻射出的輻射投向帶有輻射轉(zhuǎn)換器的LED光源上的光輸出孔。類(lèi)似的技術(shù)解決方案在美國(guó)專(zhuān)利US7293908B2中有過(guò)描述，專(zhuān)利中的一個(gè)實(shí)施例要求保護(hù)一種能夠從側(cè)面輸出輻射的照面系統(tǒng)，根據(jù)該專(zhuān)利，照明系統(tǒng)包括遠(yuǎn)離發(fā)光二極管的轉(zhuǎn)換層，其位于光反射器上。該專(zhuān)利所描述之照明設(shè)備和本發(fā)明是最接近的，因此我們選擇該專(zhuān)利之照明設(shè)備為本發(fā)明的原型。根據(jù)該美國(guó)專(zhuān)利，從側(cè)面輸出輻射的白光光源的工作原理如圖6所示。圖6以剖面圖的形式向我們展示了其所要保護(hù)的實(shí)施例之一；從側(cè)面輸出輻射的照明系統(tǒng)。從側(cè)面輸出輻射的照明系統(tǒng)包括發(fā)光二極管402，第一反射器404，第二反射器406，光輸出孔412，轉(zhuǎn)換層602，附加的透明覆蓋層408和支撐工具，支撐工具用來(lái)支撐第一反射器406和第二反射器404，并將其分離。支撐工具包括平滑透明的元件502，側(cè)面的支架504和底座506。側(cè)面的支架504首選透明的或者具有反射功能的材料。第一反射器404固定在底座506上，第二反射器406固定在平滑透明的元件502上。轉(zhuǎn)換層602位于第二反射器406的表面，并且至少能將發(fā)光二極管402發(fā)出的部分初始輻射轉(zhuǎn)換成不同于初始輻射波長(zhǎng)的長(zhǎng)波輻射。我們把光束414、415、416作為例子來(lái)說(shuō)明從側(cè)面輸出輻射的照明系統(tǒng)的工作原理。初始光束414從發(fā)光二極管402射出，投向402的光輸出表面。初始光束414穿過(guò)402的光輸出表面，投向透明覆蓋層408。初始光束414穿過(guò)透明覆蓋層408，投向轉(zhuǎn)換層602，轉(zhuǎn)換層將初始光束414轉(zhuǎn)換成與其不同的第二光束415。第二光束可以從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換點(diǎn)發(fā)射到任何方向。第二光束415穿過(guò)透明覆蓋層408和光輸出孔412投向第一反射器404。第二光束416被第一反射器404反射后投向平滑透明的元件502。第二光束416穿過(guò)502從該照明系統(tǒng)中輸出。該系統(tǒng)的缺陷在于光輸出孔處的光損失，支撐工具邊緣的光損失和往反射器上投射的光損失。美國(guó)專(zhuān)利US7810956B2中所描述的另一種探照燈類(lèi)型的著名白光光源試圖克服這些缺陷。圖7是這種探照燈的剖面圖，其是根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利US7810956B2中的一個(gè)實(shí)施例做成的，剖面圖展示了這種設(shè)備的設(shè)計(jì)和工作原理。光源730被安裝在支撐734和附加的散熱器736上。散熱器736是可以有散熱片的，如圖7所示。光源730所發(fā)射的光被環(huán)繞光源730的鏡片732所反射，然后投射到光板738上。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層742與光源730是分開(kāi)的，其要安裝在能夠吸收來(lái)自光源730所發(fā)射的光的位置。附加的散熱器744可使轉(zhuǎn)換層742冷卻。集成光學(xué)儀器740可以使光變成一條直線。能發(fā)出短波光，例如藍(lán)光或者紫外光的發(fā)光二極管可以作為光源730。730可安裝在附加的支撐734上并與附加的散熱器736相連。光板738要安裝在可以向集成光學(xué)儀器740投射光的位置。例如，748的側(cè)面可以被傾斜或彎曲，以使其內(nèi)部反射的光能投射到集成光學(xué)儀器740上。該系統(tǒng)存在光損失的缺陷，如孔徑出的光損失，光板邊緣的光損失，這些都降低了該系統(tǒng)的效率。除此之外，傳統(tǒng)的外形小巧的燈具都有很寬的輻射出光角度，但是該系統(tǒng)的燈從準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)輻射出的光束很窄，因此不適合用類(lèi)似的燈具來(lái)替代傳統(tǒng)的外形小巧的燈具，甚至是鹵素?zé)?。本發(fā)明有以下幾個(gè)目的：保證帶有轉(zhuǎn)換器的白光LED光源最大的發(fā)光效率；保證光顏色高度的均勻性；在燈具外形小巧的情況下保證寬的出光角度。所提議的燈具，包括初始輻射光源、四周光滑的散熱底座、朝向LED的帶有光反射表面的反射器、能把初始輻射轉(zhuǎn)換成再輻射的轉(zhuǎn)換層，其中初始光源由1個(gè)或多個(gè)LED組成，LED固定在散熱底座上，轉(zhuǎn)換層位于LED和反射器之間。要想達(dá)到本發(fā)明的目的，我們提議，用于輻射輸出的散熱底座上需要留有孔徑，底座上靠近孔徑邊緣的位置安裝上LED，LED發(fā)出的光輻射到轉(zhuǎn)換層的表面上，光反射器表面是凹形，把凹處對(duì)向初始輻射光源和孔徑。圖8是本發(fā)明的剖面圖，以示意圖的形式展示了本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。燈具包括初始輻射光源、散熱底座2、反射器5、轉(zhuǎn)換層7，其中，初始輻射光源由1個(gè)或多個(gè)LED1構(gòu)成，散熱底座上帶有孔徑3和表面4，底座表面上固定有LED1，反射器帶有朝向LED的凹形的光反射面6，轉(zhuǎn)換層7可以把初始輻射8轉(zhuǎn)換成再輻射9，7帶有朝向LED1的凹面10，朝向光反射面6的第二凸面11，并且轉(zhuǎn)換層7位于LED2和反射器表面6之間。本發(fā)明的工作原理如下。發(fā)光二極管1的初始輻射8投射到轉(zhuǎn)換層7的表面10上，并部分地被10反射，反射的光進(jìn)入散熱底座2的孔徑3上，部分地被熒光粉顆粒表面反射后散射到轉(zhuǎn)換層7上，散射的光部分地被7吸收并轉(zhuǎn)換成再輻射9，部分初始輻射8投射到光反射表面6上，6將其反射到轉(zhuǎn)換層7上，初始輻射再次被轉(zhuǎn)換層7吸收形成再輻射9。初始輻射8部分從轉(zhuǎn)換層射出投向燈具上的孔徑3，與再輻射9混合，形成白光輻射。輻射的分布是由做成轉(zhuǎn)換層的材料的特性決定，首先是由其成分、熒光粉的分散性和轉(zhuǎn)換層的厚度決定。無(wú)機(jī)光學(xué)材料通常是熒光粉，其由稀土元素（鑭系元素）或者鉻、鈦、釩、鈷或者釹等元素合成。鑭系元素為：鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥。無(wú)機(jī)光學(xué)材料包括（但是不局限于）：藍(lán)寶石（Al2O3）、砷化鎵（GaAs）、鈹鋁氧化物（BeAl2O4）、氟化鎂（MgF2）、磷化銦（InP）、磷化鎵（GaP）、釔鋁石榴石（YAG或Y3A15O12）、含有石榴石的鋱、釔-鋁-鑭氧化物、釔-鋁-鑭-鎵氧化物混合物、氧化釔（Y2O3）、鹵磷酸鈣或鹵磷酸鍶或鹵磷酸鋇（Ca,Sr,Ba）5（PO4）3（Cl,F）、CeMgAl11O19、磷酸鑭（LaPO4）、鑭-五硼酸（鑭系元素）（Мr,ZnB5O10）、BaMgAl10O17、SrGa2S4、化合物（Sr,Mg,Ca,Ba）（Ga,Al,In）2S4、SRS、ZnS和硅酸氮。還有一些比較常見(jiàn)的熒光粉，其可以被波長(zhǎng)為250nm左右的紫外線輻射激發(fā)。常見(jiàn)的紅光熒光粉-Y2O3:Eu+3。常見(jiàn)的黃光熒光粉-YAG:Ce+3。常見(jiàn)的綠光熒光粉:CeMgAl11O19:Tb<3+>、(lanthanide)PO4:Ce+3，Tb+3和GdMgB5O10:Ce+3，Tb+3。常見(jiàn)的藍(lán)光熒光粉-BaMgAl10O17:Eu+2和(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu+2。對(duì)激發(fā)波長(zhǎng)在400-450nm左右的LED來(lái)說(shuō)，比較常見(jiàn)的無(wú)機(jī)光學(xué)材料包括釔鋁石榴石(YAG或者Y3Al5O12)，含鋱石榴石，氧化釔(Y2O3)、YVO4、SrGa2S4、(Sr、Mg、Ca、Ba)(Ga、Al、In)2S4、SrS和硅酸氮。激發(fā)波長(zhǎng)在400-450nm之間的常見(jiàn)LED用熒光粉包括YAG:Ce+3、YAG:Ho+3、YAG:Pr+3、SrGa2S4:Eu+2、SrGa2S4:Ce+3、SrS:Eu+2和硅酸氮。量子點(diǎn)材料-無(wú)機(jī)半導(dǎo)體微粒尺寸在30nm左右。常用的量子點(diǎn)材料包括（但是不局限于所列）CdS、CdSe,、ZnSe、InAs,、GaAs和GaN等微粒。量子點(diǎn)材料可吸收只有單一波長(zhǎng)的光然后再將其轉(zhuǎn)換成不同的波長(zhǎng)，當(dāng)然這取決于微粒的尺寸，微粒表面的特性和半導(dǎo)體無(wú)機(jī)材料的特性。轉(zhuǎn)換層可以是單一的熒光粉或者量子點(diǎn)材料，也可以是熒光粉和量子點(diǎn)材料的混合物。使用混合物是有一定作用的，如果想讓所發(fā)射出的高顯色性的白光輻射有最寬的光譜帶的話。得到具有高顯色指數(shù)的白光的一種方法是，讓InGaNLED的輻射和熒光粉轉(zhuǎn)換層的黃光和紅光混合。轉(zhuǎn)換層可以含有幾種能吸收LED光并且能輻射出波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光的熒光粉。例如，對(duì)于藍(lán)光LED來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換層可以只含有一種能發(fā)出黃光的熒光粉，或者含有幾種能輻射出藍(lán)-黃光的熒光粉或者能輻射出藍(lán)、黃和紅光的熒光粉。也可以加入一些能輻射出其他光的熒光粉，以控制燈具發(fā)出的混合光的色坐標(biāo)和顯色指數(shù)。主要的透明的材料可以是無(wú)機(jī)聚合物材料。聚合物材料可以是（但不局限于）：acrylics、polycarbonate、fluoroakrilaty、perfluoroakrilaty、fluorofosfinatnyepolymers、fluorosilikony、fluoropoliimidy、politetrafluoretilen、fluorosilikony、sol-gels、epoxyresins、thermoplastics、shrinkplasticsandsilicones。在波長(zhǎng)小于400nm的紫外線波段和波長(zhǎng)大于700nm的紅外線波段含氟聚合物是最適用的，因?yàn)楹酆衔镌谶@些波段的光吸收率很低。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)材料有（但不局限于）：二氧化硅、光學(xué)玻璃和硫?qū)倩衔锊ＡА晒夥坜D(zhuǎn)換層可以用噴鍍、涂抹、沉淀或者從熒光粉懸浮液電離子透入法等方法依次覆蓋在光反射器的表面作為覆蓋層。但是用熒光粉覆蓋反射器會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題，問(wèn)題之一是怎么樣才能把熒光粉轉(zhuǎn)換層均勻地涂到反射器上，尤其是當(dāng)反射器的表面不平滑，例如，其表面是圓筒形或半球形。在使用噴鍍、涂抹和沉淀的方法時(shí)，要使用懸浮液，以使熒光粉顆?？梢酝扛苍诘鬃?。能否覆蓋地均勻在很大程度上取決于懸浮液的粘性，熒光粉顆粒在懸浮液里的濃度以及周?chē)沫h(huán)境因素，例如，周?chē)臏囟群蜐穸?。在覆蓋層變干之前由于懸浮液的流動(dòng)導(dǎo)致的覆蓋層的破壞，每天覆蓋層厚度會(huì)發(fā)生變化，這些都是用熒光粉覆蓋光反射器時(shí)會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。在某些情況下更傾向于把熒光粉放入做覆蓋層的材料中，例如透明的聚碳酸酯型透明塑料、PET、聚丙烯、聚乙烯、擠壓形成的丙烯腈長(zhǎng)絲。轉(zhuǎn)換層可預(yù)先做成薄片，然后再通過(guò)熱處理鑄造成所需的形狀。在成形之前可以往其中一塊薄片的表面上用真空噴涂的方法鑄上一層由鋁或銀做成的光反射層。預(yù)先鑄在散熱片反射表面的轉(zhuǎn)換層，可以粘在散熱片的表面，例如使用有機(jī)硅膠黏劑，可用其將多個(gè)轉(zhuǎn)換層粘合再一起，并且將離散熱片近的轉(zhuǎn)換層和散熱片表面粘合在一起。含膠層可以很薄，例如，比轉(zhuǎn)換層薄，這樣對(duì)轉(zhuǎn)換層排除的熱量不會(huì)產(chǎn)生大的熱阻。在燈具的實(shí)施例之一中使用了多層光致發(fā)光薄片做轉(zhuǎn)換器，薄片被粘在銅的或黃銅的柱形的反射器上，反射器上有一層薄鋁（0.5微米），這是使用真空熱噴涂的方法將鋁層鑄到反射器上的。含有熒光粉、表面活性物質(zhì)(表面活性劑)和聚合物的懸浮液要在有機(jī)溶劑中制備。懸浮液然后通過(guò)擠壓或者澆鑄成一定的形狀，或者澆在平滑的底座上，例如玻璃上，從而形成薄片，然后對(duì)薄片進(jìn)行干燥。得到的薄片要與臨時(shí)的底座分離然后使用溶劑或者氰基丙烯酸酯膠固定在反射器上，被薄片覆蓋的反射器要在480度的溫度下加熱，在這個(gè)過(guò)程中聚合物會(huì)燒盡，只剩下熒光粉覆蓋層。在具體的實(shí)施例中，懸浮液里熒光粉(Y,Gd,Ce)3Al5O12是以釔-釓-鈰為基質(zhì)的，二氯甲烷中聚碳酸酯溶液中的懸浮液可以用擠壓的方法得到厚度不同的薄片，如圖9所示。轉(zhuǎn)換層需要有足夠的厚度以保證所得到的混合白光的色坐標(biāo)達(dá)到所需的值。使用熒光粉時(shí)的光學(xué)散射過(guò)程決定了轉(zhuǎn)換層的厚度，厚度一般在5-500微米不等，一般情況下在100-250微米之間。把形成的片狀轉(zhuǎn)換層用濕潤(rùn)的醋酸乙烯酯固定在筒形的轉(zhuǎn)換器上，用一定形狀的陽(yáng)模給片狀的轉(zhuǎn)換層施壓。醋酸乙烯酯可以讓轉(zhuǎn)換層軟化，以使氣泡從轉(zhuǎn)換層下方擠出，從而保證轉(zhuǎn)換層能完全粘在反射器上。反射器的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，可以用透明有機(jī)硅聚合物和熒光粉的混合物覆蓋，然后使其燃燒，在燃燒的過(guò)程中有機(jī)硅聚合物不會(huì)分離。但是必須牢記的是，能把藍(lán)光轉(zhuǎn)換成橙-紅光的熒光粉，當(dāng)將其在空氣中加熱到480°C時(shí)，其會(huì)發(fā)生色衰，直到完全不適用。在這種情況下我們要使用其它的燃燒溫度低的聚合物。在一些實(shí)施例中燃燒溫度在260-540°C。光致發(fā)光轉(zhuǎn)換層的外表面可以額外地覆蓋一層透明的保護(hù)層，以防止轉(zhuǎn)換層內(nèi)進(jìn)入濕氣或者氧氣，因?yàn)橐恍╊?lèi)型的熒光粉，例如硫化物熒光粉很容易因?yàn)槌睗穸獾狡茐?。保護(hù)層可以用能阻擋水或者氧氣的任何透明的材料做成，例如，無(wú)機(jī)材料-二氧化硅、氧化硅或者氧化鋁，甚至還可以用有機(jī)化合物材料或者是有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的混合材料做成。我們更傾向于用二氧化硅或者氧化硅作保護(hù)層。保護(hù)層可以作為熒光粉顆粒邊緣與空氣之間的光透鏡，以減少LED的初始輻射和熒光粉顆粒在一定區(qū)域的再輻射，減少輻射到熒光粉顆粒上的熒光粉自身輻射的光損失，從而提高燈具的發(fā)光效率。可以使用加工熒光粉顆粒的方法將保護(hù)層覆到光致發(fā)光轉(zhuǎn)換層外表面，例如，在熒光粉顆粒表面形成一層厚度為50-100nm的硅酸鋅薄膜以防止熒光粉顆粒邊緣的反射。在必要條件條件下，孔徑可以用透明的窗口密封，以保護(hù)轉(zhuǎn)換層不受濕氣或者是氧氣的影響，燈具的內(nèi)部可以用惰性氣體填充或者壓出其內(nèi)部的氣體。轉(zhuǎn)換器7的表面10和反射器5的表面6可以是軸對(duì)稱(chēng)的球狀，或者是軸對(duì)稱(chēng)的橢圓、拋物面或者是圓柱體，其被散熱底座2的外表面截?cái)?，而且LED1位于靠近所指的散熱底座2與轉(zhuǎn)換器7的表面10的交叉線上的位置，并沿著交叉線分布。轉(zhuǎn)換器的表面10形狀的最優(yōu)化和LED的位置及輻射方向的最優(yōu)化有助于改善光的均勻性和從燈具發(fā)出的輻射的角度的分配，LED從不同的角度把輻射投射到轉(zhuǎn)換器的表面10上，轉(zhuǎn)換器7內(nèi)部反射的輻射從孔徑口流出。LED芯片，例如旭明光電生產(chǎn)的大功率藍(lán)光LED芯片SL-V-B45AC2或者CREE有限責(zé)任公司生產(chǎn)的家用芯片EZBright，其輻射方向示意圖有朗伯分布的特征（光線與LED芯片表面的法線錐角為90°）或者錐角被限制在α＜90°以內(nèi)，例如，當(dāng)形成于LED芯片表面的輻射輸出是量子點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)時(shí)。散熱底座上LED的位置這樣設(shè)置比較容易接受，即，LED的輻射方向示意圖的對(duì)稱(chēng)軸與反射器對(duì)稱(chēng)軸呈β≥90°-α/2度角相交。但是有一小部分LED初始輻射直接在燈具的孔徑口的外部傳播，為了防止LED輻射直接投射到所用的氣體上，散熱底座2上可以有一個(gè)凸起12，其可屏蔽燈具內(nèi)初始輻射向外直接的輸出，繞過(guò)轉(zhuǎn)換器7的表面10。為了使初始輻射得到更充分的利用，上述散熱底座上的凸起12可包含一個(gè)附加的反射器-平滑的像鏡子一樣的反射部分13，其可將投射到其上的初始輻射反射到反射器7的表面10上。圖10為包含附加反射器的比較詳細(xì)的燈具實(shí)施例示意圖。該實(shí)施例的燈具是對(duì)圖8的補(bǔ)充，其具有圖8上燈具的所有元件，還包括凸起12和反射器13。圖11比較詳細(xì)地描述了另外一個(gè)包含反射器的燈具實(shí)施例示意圖，圖上展示了一個(gè)放大后的燈具底座2的剖面圖，底座2上固定有LED，圖上保存了8上相對(duì)應(yīng)的所有的元件（沒(méi)有保留比例）。附加的反射鏡是一個(gè)傾斜的表面15，其位于LED1的芯片和轉(zhuǎn)換器7之間，反射器可以將LED1的芯片投射到其上的輻射完全反射到轉(zhuǎn)換器7上，使燈具輸出的輻射更加均勻。為了增加轉(zhuǎn)換層對(duì)LED光的反射，散熱器中光反射器的表面可以是拋光的或者是磨砂的，以使輻射更加均勻，光反射器上還可以覆蓋一層有很高光反射系數(shù)的覆蓋層。光反射器也可以是單獨(dú)的鏡片，其要離散熱器遠(yuǎn)一點(diǎn)，但是要通過(guò)導(dǎo)熱層與散熱器產(chǎn)生熱聯(lián)系。帶有高光反射系數(shù)的覆蓋層由下列材料做成：銀、鋁、二向色涂層、氧化鈦和氧化鋁，其中鋁要和二向色涂層連接在一起以增加鋁的反射系數(shù)，氧化鈦和氧化鋁是用過(guò)凝膠法得到的。在該燈具的實(shí)施例中LED1的芯片位于底座2上，朝向芯片表面的法線與反射器6的對(duì)稱(chēng)軸是平行的（或者不平行，但是兩者之間相交的角度不大），反射器6是厚度為0.15-0.2微米的鋁的或者銀的反射薄膜，薄膜是用真空熱沉積的方法固定到半球形玻璃罩17的內(nèi)表面上的，反射器是用有彈力的耐熱并且導(dǎo)熱的混合物18粘到鋁制的半球形罩19上的，半球形罩19是LED1芯片的第二個(gè)公共電極，與之平行的導(dǎo)線14和聚酰亞胺短線將芯片和半球罩連在一起，短線上噴鍍有金屬15。為了提高光反射性能，聚酰亞胺短線上噴鍍的金屬15上要被一層薄鋁層覆蓋，作為附加的反射器。這樣設(shè)置LED的位置可使初始輻射不直接投射到人們的眼中。底座2起第一電極的作用，LED1芯片焊接在其上，散熱器22和底座處于電聯(lián)系和熱聯(lián)系的狀態(tài)。對(duì)半球形罩19的電供給是通過(guò)中央圓筒引出裝置(圖11中沒(méi)有展示)，該引出裝置被焊接在罩19的頂端，其與反射器6的對(duì)稱(chēng)軸是同軸的，引出裝置通過(guò)散熱器內(nèi)表面21上的獨(dú)立的孔與電源驅(qū)動(dòng)連接在一起，電源驅(qū)動(dòng)位于相應(yīng)的孔內(nèi)，形成于散熱器的上部（圖中未展示）。半球形罩19是用導(dǎo)熱并且耐熱的混合物20粘到散熱器22的內(nèi)表面21上的。半球形罩17可以用導(dǎo)熱的陶瓷做成。半球形罩19可以用不銹鋼、銅、黃銅、科伐鐵鎳鈷合金或者其它類(lèi)似的材料做成。當(dāng)用科伐鐵鎳鈷合金或者其它類(lèi)似的有相對(duì)好的導(dǎo)熱性及相對(duì)低的熱擴(kuò)散系數(shù)（與用于轉(zhuǎn)換器7的熒光粉的熱擴(kuò)散系數(shù)最接近）的合金做半球形罩19時(shí)，可以簡(jiǎn)化燈具的結(jié)構(gòu)，不用使用半球形罩17，以降低成本。這需要用真空熱噴鍍的方法（或者其它的方法）往半球形罩19的內(nèi)表面鍍一層鋁的或者銀的反射薄膜，可直接噴鍍或者穿過(guò)薄膜電介質(zhì)層，然后用原先描述過(guò)的方法使其沉淀成熒光粉層。當(dāng)用鋁、不銹鋼、銅、黃銅或者其它類(lèi)似的有校稿熱擴(kuò)散系數(shù)的材料（與由熒光粉填充的塑料做成的轉(zhuǎn)換器7的熱擴(kuò)散系數(shù)相近）做成罩19時(shí)，也可以不用罩17就能完成整個(gè)燈具的制作。為了達(dá)到這一目的，罩19的內(nèi)表面用真空噴鍍的方法鍍上一層鋁的或者銀的反射薄膜，可直接噴鍍或者穿過(guò)薄膜電介質(zhì)層，然后將其粘到預(yù)先做成的塑料轉(zhuǎn)換器7上。LED1的芯片和電線接頭14可以使用現(xiàn)在已公知的、應(yīng)用于制作LED組件的技術(shù)用混合物23密封。散熱器22可以用任何適宜的材料做成，例如銅或者鋁。為了增加散熱面，散熱器可以是帶散熱片的，例如，如圖12所示。用圖9所示的使用了Semileds公司的型號(hào)為SL-V-B35AK的LED芯片的薄片可以做成白色的線性的半圓筒形燈具，發(fā)光效率取決于薄片的厚度，為160-200流明/瓦特。參考文獻(xiàn)1.Yamada,K.,Imai,Y.andIshiiK."OpticalSimulationofLightSourceDevicesComposedofBlueLEDsandYAGPhosphor,"J.Light&Vis.Env.27(2),70-74(2003)。2.Narendran,N.,Gu.Y.,Freyssinier,J.,Zhu,Y."ExtractingPhosphor-scatteredPhotonstoImproveWhiteLEDEfficiency,"Phys.Stat.Sol.(a)202(6),R60-R62(2005)。3.ZhuY.,N.Narendran,andY.Gu。"InvestigationoftheopticalpropertiesofYAG:Cephosphor"。SixthInternationalConferenceonSolidStateLighting.ProceedingsofSPIE.6337,63370S(2006)。