使用光致发光波长转换组件的固态灯的制作方法_2

文档序号:9291374阅读:来源:国知局
芯体的此部分的光发射。
[0025] 实施例还可应用于使用根据本发明的多个光致发光波长转换组件的LED下照灯 的制造。在此实施例中,一些或所有所述光致发光波长转换组件包括细长空心(或实心) 管状组件,其中光致发光材料并入到构成所述组件的材料中且均质分布遍及组件材料的体 积中。
[0026] 在一些实施例中,光致发光波长转换组件包括用于接收光的第一近端及在远端上 的反射器。在替代实施例中,所述光致发光波长转换组件经配置使得所述组件的每一端经 配置以接收光,借此消除对反射器的需求。
[0027] 在一些实施例中,所述组件经配置以具有位于两端处的LED。在此实施例中,所述 光致发光波长转换组件包括细长空心(或实心)管状组件,其中光致发光材料并入到包括 所述组件的材料中且均质地分布遍及组件材料的体积中。第一LED位于所述组件的第一端 处,且第二LED位于所述组件的相对端处。在替代实施例中,所述组件包括管状组件,其各 端回绕而使得两端共享共同平面。
[0028] 又另一实施例涉及使用多个光致发光波长转换组件的LED线状灯。在此实施例 中,每一光致发光波长转换组件包括细长管状组件,其中光致发光材料并入到包括所述组 件的材料中且均质地分布遍及组件材料的体积中。
[0029] 本发明的方面、目标及优势的进一步细节在下文详细描述、图式及权利要求书中 描述。前述一般描述及下列详细描述两者均是示范性的及说明性的且不旨在限制本发明的 范围。
【附图说明】
[0030] 为了更好地理解本发明,现将参考附图描述(只举例)根据本发明的实施例的LED 灯及光致发光波长转换组件,在所述附图中:
[0031] 图1是如先前描述的已知LED灯泡的部分截面视图;
[0032] 图2是根据本发明的实施例的使用空心光致发光波长转换组件的LED灯泡的示意 性部分截面视图;
[0033] 图3是图2的空心光致发光波长转换组件的示意性分解透视图;
[0034] 图4是根据本发明的实施例的使用空心光致发光波长转换组件的LED烛光形灯泡 的示意性部分截面视图;
[0035] 图5是根据本发明的实施例的使用空心光致发光波长转换组件的LED灯泡的示意 性部分截面视图;
[0036] 图6是根据本发明的实施例的使用空心光致发光波长转换组件的LED灯泡的示意 性部分截面视图;
[0037]图7是根据本发明的实施例的实心光致发光波长转换组件的示意性分解透视图;
[0038] 图8A及8B分别是展示根据本发明的实施例的实心光致发光波长转换组件的示意 性端视图及透视图;
[0039] 图9是根据本发明的实施例的使用实心光致发光波长转换组件的LED灯泡的示意 性部分截面视图;
[0040] 图10是根据本发明的实施例的使用实心光致发光波长转换组件的LED反射器灯 的示意性部分截面视图;
[0041] 图11是根据本发明的实施例的使用多个空心光致发光波长转换组件的LED下照 灯的示意性部分截面视图;
[0042]图12是根据本发明的实施例的使用空心光致发光波长转换组件的LED灯泡的示 意性部分截面视图;
[0043]图13是根据本发明的实施例的使用实心光致发光波长转换组件的LED灯泡的示 意性部分截面视图;
[0044]图14是根据本发明的实施例的使用空心光致发光波长转换组件的一 ED灯泡的示 意性部分截面视图;及
[0045]图15是根据本发明的实施例的使用多个空心光致发光波长转换组件的LED线状 灯的示意性部分截面视图。
【具体实施方式】
[0046] 灯(灯泡)可以多种形式可用且经常通过字母与数字的组合来标准地参考。灯 的字母名称通常是指所述灯的特定形状类型,例如一般用途(A,蘑菇形)、高瓦特一般用途 (PS-梨形)、装饰(B-烛光形、CA-扭曲烛光形、BA-弯曲尖头烛光形、F-火焰形、P-花式圆 形、G-球形)、反射器(R)、抛物面形铝制反射器(PAR)及多面反射器(MR)。数字命名是指 灯的大小,经常通过以八分之一英寸为单位指示灯的直径。因此,A-19型灯是指一般用途 灯(灯泡),其形状通过字母"A"指代且具有二又八分之三英寸的最大直径。到申请此专利 文件时为止,最普遍使用的家用"灯泡"是具有A-19封套的灯,此灯在美国普遍与E26螺旋 灯座一起销售。
[0047] 存在提供精确规格以定义准则的各种标准化及监管机构,制造者根据准则使用此 类标准参考命名法来命名照明产品。关于灯的物理尺寸,ANSI提供概述所需大小及形状 的规格(ANSIC78. 20-2003),依所述规格,法规遵循将授予制造权利以获准标记所述灯为 A-19型灯。除灯的物理尺寸外,还可存在涉及灯的性能及功能的额外规格及标准。例如, 在美国,依据美国环境保护署(EPA)与美国能源部(DOE)联合公布的性能规格,灯可指定为 "ENERGYSTAR(能源之星)"合规产品,例如,识别功率使用量需求、最小光输出需求、发光强 度分布需求、发光性能需求及预期寿命。
[0048] 问题是不同规格及标准的相异需求产生通常相互对立的设计约束。例如,A-19灯 与极特定物理大小及尺寸需求关联,其需确保在市场中销售的A-19型灯将适合于普遍家 用照明器具。然而,为通过ENERGYSTAR使基于LED的替换灯取得作为A-19替换的资格, 其须证明当限于A-19光灯的外观尺寸及大小时使用固态照明产品难以实现的某些相关性 能准则。
[0049] 例如,关于在ENERGYSTAR规格中的发光强度分布准则,为通过ENERGYSTAR使基 于LED的替换灯取得作为A-19替换的资格,其须证明具有270°以上的均匀(+/-20% )发 光发射强度且最小5%总光发射高于270°。问题是LED替换灯需电子驱动电路及充足散 热区域;为了使此类组件适合于A-19外观尺寸,用作为散热器且装载将AC电转换为由所 述LED使用的低电压DC电所需的驱动电路的导热外壳来替换所述灯的底部分(封套)。由 LED灯的外壳产生的问题是其阻断需遵从ENERGYSTAR的朝向灯座方向的光发射。因此,许 多LED灯失去传统灯泡的低光发射区域且成为导向光源,将大部分光发射出圆顶(180°模 式),且由于光被散热器(体)阻断而实际上无光朝下,其破坏所述灯遵守ENERGYSTAR规 格中的发光强度分布准则的能力。
[0050] 当前LED替换灯被认为对于一般消费者市场而言过于昂贵。通常,A-1960W替换 LED灯成本为白炽灯泡或紧凑型荧光灯的成本的许多倍。高成本是归因于此类灯中使用的 复杂及昂贵的构造及组件。
[0051] 现参考图2(其展示灯的示意性部分截面视图)描述根据本发明的实施例的基于 LED的灯100。在一些实施例中,灯100经配置以与110V(r.m.s. )AC(60Hz)主电力供应器 (如在北美发现且旨在用作用于A-19白炽灯泡的遵从ENERGYSTAR的替换)一起操作。
[0052] 灯100包括大致上圆锥形导热主体110。主体110的外表面大致上类似于圆锥体 的截头体;即,顶点被平行于灯座的平面截断(即,实质上截头圆锥形)的圆锥体。主体110 由具有高导热性(通常彡ISOWm1K1,优选地彡SOOWm1K1)的材料组成,例如,例如铝(约 250Wm1K^、铝合金、镁合金、金属负载塑料材料(例如,聚合物(例如环氧树脂))。方便地, 主体110当其包括金属合金时可为压铸件,或(例如)当主体110包括金属负载聚合物时 通过射出模制予以模制。
[0053]多个在炜度方向上径向延伸的热辐射鳍片(翼片)120围绕主体110的外弯曲表 面周向隔开。由于所述灯旨在替换常规白炽A-19灯泡,所以灯的尺寸经选择以确保装置将 适合于常规照明器具。主体110进一步包括圆锥形基座部分130,其从主体110的灯座延 伸。主体110可进一步包括同轴圆柱形腔(未展示),其从用于收纳整流器的主体的截断顶 点或用于操作所述灯的其它驱动器电路延伸到所述主体内。
[0054] 灯100进一步包括E26连接器帽(Edison螺旋灯座)140,其使得所述灯直接连接 到使用标准电照明螺旋插座的主电力供应器。应了解,取决于预期应用,其它连接器帽可用 作例如如在英国、爱尔兰、澳大利亚、新西兰及英联邦的多个成员国中普遍使用的双接触卡 口连接器(即,B22d或BC)或如在欧洲使用的E27螺旋灯座(Edison螺旋灯座)。连接器 帽140安装到主体110的截断顶点。
[0055] -或多个固态光发射器150安装到圆形衬底160上。在一些实施例中,衬底160包 括圆形MCPCB(金属芯体印刷电路板)。已知MCPCB包括分层结构,其由金属芯体灯座(通 常为铝)、导热/电绝缘介电层及用于电连接在所要电路配置中的电组件的铜电路层构成。 MCPCB160的金属芯体基底安装成凭借导热化合物(例如,例如含有包括氧化铍或氮化铝 的标准散热化合物的材料)而与圆锥形基座130的上表面热连通。
[0056] 每一固态光发射器150可包括基于氮化镓的发蓝光LED,其可操作以产生具有 455nm到465nm的主导波长的蓝色光。如图3中指不,LED150可配置为圆形阵列且经定向 而使得其主发射轴平行于所述灯的轴170,且在远离连接器帽140的方向发射光。可提供覆 盖MCPCB的光反射罩,所述罩包含对应于每一LED的孔隙以最大化来自所述灯的光发射。
[0057] 灯100进一步包括光致发光波长转换组件180,其包含一或多种光致发光材料。光 致发光波长转换组件180包括具有恒定截面的细长组件190及组件190的在LED150远 端的端上的反射器200。反射器200具有对应于组件190的外形的形状(在此实例中是圆 形),借此降低或消除来自所述组件
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