專利名稱：具有遠(yuǎn)磷光體的管式藍(lán)光led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電照明裝置和系統(tǒng)，并更特別涉及包括多個(gè)發(fā)光二極 管(LED)的燈卻像線性熒光燈。
背景技術(shù)：
LED是包括摻雜有雜質(zhì)以形成p-n結(jié)的半導(dǎo)體材料的電致發(fā)光二 極管。當(dāng)對(duì)該二極管的電極施加正向偏壓，電荷載流子流入該結(jié)并重 新結(jié)合發(fā)出光子。該光子的能量以及因此該光的波長(zhǎng)取決于形成該p-n 結(jié)的材料的帶隙能量?？梢赃x擇該LED的材料以使所發(fā)出的光具有特 別的顏色，例如藍(lán)色，綠色，琥珀色，和紅色。
白光LED通常包括涂覆有YAG: Ce磷光體的藍(lán)光LED。高功率 ( 一瓦或更高)藍(lán)光LED大約30-45%的效率，其中每提供一瓦大約 有550-700mW變成加熱該裝置。此外，在白光LED中磷光體將藍(lán)色 光轉(zhuǎn)換為黃色光大約占該入射能的20%,其變成加熱該磷光體。LED 技術(shù)規(guī)格指出藍(lán)光LED具有約7% (溫度25-125°C )的藍(lán)光功率損耗 而白光LED在相同溫度下具有約20%的功率損耗。因此，高功率白 光LED增加了顯著的熱和流明維持率的約束。
采用白光LED的管式燈眾所周知。然而，該LED作為沿該管式 罩的點(diǎn)光源出現(xiàn)，所以該光是不均勻的。某些燈使用反射罩?jǐn)U散該光 以獲得更均勻的照明。使多個(gè)藍(lán)光LED串聯(lián)在PCB板上也是已知的。
在U.S.專利5,463,280; 5,688,042; 5,949,347; 6,036,336; 6,283,612; 6,583,550; 6,634,779; 7,114,830; 7,249,865; 6,762,562; 6,796,680; 和6,,940，101中提出各種解決方案
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的避免現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題的燈。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種新的在管狀設(shè)置中的多個(gè)LED
并包括易組裝部件的燈，以便于具有各種特性的燈的制造。
本發(fā)明的又一目的是提供一種新型的燈，其包括線型延伸的散熱
器(heat sink),安裝在該散熱器上的多個(gè)LED,和安裝在該散熱器 上與該多個(gè)LED共線的出光罩，其中與該LEDs相對(duì)的該罩的第 一部 包括磷光體，其由這些LED激發(fā)以發(fā)出白光。該多個(gè)LED優(yōu)選地發(fā) 藍(lán)光。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種新型的燈，其中該罩是管，其中 該多個(gè)LED在管外側(cè)，其中該管距該多個(gè)LED最近的部分是透明的 并接收來(lái)自該多個(gè)LED的光。該管可以包括反射器，其連接于該管外 表面以保持該管于該散熱器上。
本發(fā)明的又另一個(gè)目的是提供一種新型的燈，其中該罩包封散熱 器上的該多個(gè)LED，其中該罩的一部分具有內(nèi)表面，其反射來(lái)自該多 個(gè)LED的光至該第一部。
在考慮了下面的附圖和對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述后本發(fā)明的這些和 其它目的和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將更明顯。


圖1是本發(fā)明燈的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)圖示。
圖2和3是本發(fā)明燈的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖和局部側(cè)視圖。
圖4是本發(fā)明燈的另一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖。
圖5是在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中散熱器的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照?qǐng)D1,本實(shí)施例的燈10包括線型延伸的散熱器12,沿 該散熱器長(zhǎng)度安裝在散熱器12上的多個(gè)發(fā)光二極管(LED) 14，和安 裝在散熱器12上與該多個(gè)LED 14共線的出光罩16,其中與該多個(gè)LED 14相對(duì)的罩16的第一部18包括磷光體20，該磷光體20由從這 些LED發(fā)出的光所激發(fā)。罩16發(fā)出沿其長(zhǎng)度的大體上均勻的光。散 熱器12由諸如鋁的合適的熱導(dǎo)材料制作。罩16優(yōu)選地是透明的并由 諸如玻璃或塑料的合適的材料制造。
該多個(gè)LED 14優(yōu)選地發(fā)出具有波長(zhǎng)在450nm至480nm (藍(lán)光) 范圍中的光，并且磷光體20優(yōu)選地是發(fā)黃光的磷光體，或者是發(fā)黃 光和綠光磷光體的混合，以致從罩16發(fā)出的光是白色。該多個(gè)LED 和磷光體根據(jù)應(yīng)用可以選擇成提供特定顏色的光。優(yōu)選地，該多個(gè) LED以傳統(tǒng)方式串聯(lián)電連接并沿該散熱器的長(zhǎng)度均勻地間隔。該多個(gè) LED提供壽命長(zhǎng)和尺寸小的優(yōu)點(diǎn)并且它們與這里描述的該散熱器和 罩的組合對(duì)于各種應(yīng)用提供進(jìn)一 步的容易組裝燈的優(yōu)點(diǎn)。
燈IO優(yōu)選地包括在罩16和散熱器12相對(duì)兩端的端蓋22(例如， 由鋁制作)，其中端蓋22具有連接到該多個(gè)LED的電連接器24。優(yōu) 選地，在該燈一側(cè)的該連接器是母連接器而在另一側(cè)的該連接器是7> 連接器，因此允許多個(gè)燈彼此串聯(lián)的連接。由于該多個(gè)LED串聯(lián)電連 接在一起，短路蓋可以提供在該多個(gè)連接器24中的一個(gè)上，以使電 路完整。連接器24可被極性化以使該連接器不能反向。該單元沒(méi)有 該端蓋可操作，但是該端蓋可以提供不受天氣影響的密封并加強(qiáng)光的 出射。
在圖2-3中示出的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，燈40包括線型延伸的散熱 器12，安裝在散熱器12上沿散熱器12長(zhǎng)度的多個(gè)LED 14,和安裝 在散熱器12上與該多個(gè)LED 14共線的延伸中空管42,其中該多個(gè) LED 14在管42外。管42距該多個(gè)LED 14最遠(yuǎn)的第一部44具有涂 覆有磷光體20的內(nèi)側(cè)面并且管42的第二部46 ，其與第 一部44相對(duì) 并距該多個(gè)LED 14較近，是透明的并接收來(lái)自該多個(gè)LED的光。該 多個(gè)LED 14可以安裝在連接于散熱器12的電贈(zèng)4反26上。管42的第 一部44可以是管42周圍的大約一半，并且第二部46可以是該周圍 的相對(duì)的一半。磷光體20優(yōu)選地是鈰激活的釔鋁石榴石(YAG: Ce)磷光體， 該磷光體涂敷在第一部44幾乎管42的全部長(zhǎng)度的整體上。磷光體涂 層厚度決定顏色的均一性和色溫。該磷光體可以混合入水基體或有機(jī) 物基體溶液中。涂覆該管的過(guò)程可以與用于在熒光燈中涂覆燈管的過(guò) 程相同。磷光體20可以是單層或不同材料和厚度的多層。例如，填 充磷光體的彈性體可以在塑料層上形成層。該形成層可以改變折射率 以改善出光。可選擇地，該磷光體可以嵌入在該管的材料中(例如， 混入被擠壓形成該管的材料中)。
燈40也可以包括安裝在散熱板12上位于該多個(gè)LED 14相對(duì)兩 側(cè)并沿管42長(zhǎng)度延伸的一對(duì)反射器48。每個(gè)反射器48具有反射來(lái)自 該多個(gè)LED 14的光至管42的第一部44的反射面50。反射器48可以 是鋁或其它適合的材料并可以傾斜(e在圖2中)以取出更多的光。 光取出量可以進(jìn)一步通過(guò)在該散熱器和端蓋的內(nèi)部上提供額外反射 面，以及通過(guò)傾斜這些額外反射面以使更多光到達(dá)該磷光體而增強(qiáng)。
優(yōu)選地，反射器48連接于(例如，用環(huán)氧樹(shù)脂)管42的外表面 以使該反射器可以承擔(dān)保持該管在該散熱器上在這些LED之上并與 這些LED共線且與這些LED保持距離的額外作用，以獲得從該管的 該第一部分射出的均勻的出射光(下面將解釋)。該可合適地選擇和 應(yīng)用的環(huán)氧樹(shù)脂可以使該單元防潮濕。
在圖4中示出的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，單部件式罩取代該第一 實(shí)施例(圖2)的三部件式的罩。燈50包括線型延伸的散熱器12, 沿該散熱器12長(zhǎng)度安裝在散熱器12上的多個(gè)LED 14，和安裝在散熱 器12上并包封該多個(gè)LED 14的單部件出光罩52。罩52具有與該多 個(gè)LED 14相對(duì)的包括磷光體20的弓形第一部54,以及連接于該散熱 器并位于該多個(gè)LED相對(duì)兩側(cè)的第二部56，該第二部56具有反射性 的內(nèi)表面58且反射來(lái)自該多個(gè)LED 14的光至第一部54。第一部54 的橫截面優(yōu)選地是半圓的，并且第二部56大體上是平的。環(huán)氧樹(shù)脂 可以用在該散熱器處以密封該罩內(nèi)部防止潮濕。磷光體20優(yōu)選地是內(nèi)嵌于該罩的材料中(例如，諸如利用擠壓形成的PET，聚丙烯，聚
乙烯，丙烯酸的塑料)。該罩可以預(yù)制成薄片并經(jīng)熱處理以形成所需
形狀?？蛇x才奪地，該磷光體可以如在第一實(shí)施例中進(jìn)行涂覆。罩52 的內(nèi)表面58可以鋁化以成反射性的(這個(gè)代替第一實(shí)施例的該間隔 反射器)。
如圖5所示，散熱管12可以具有收容第一實(shí)施例的反射器48或 者第二實(shí)施例的平面部56的適合地傾斜槽60，其用環(huán)氧樹(shù)脂62密封。 該端蓋也可以傾斜(例如，像該反射器一樣的角度)以更進(jìn)一步利于 光的出射。
更好的理解本發(fā)明是有用的。在該實(shí)例中，該散熱器是16英寸(inches) 長(zhǎng)，l英寸寬，和l/4英寸高。該多個(gè)LED M是尺寸lmm并消耗約 1或更多瓦功率的藍(lán)光LED。這些LED中的10個(gè)安裝在電路才反26 上并且沿該散熱器間隔中心至中心約1.5英寸。如圖2-3所示，管42 的直徑大約是1英寸并且安裝在反射器48上，以及反射器48具有自
垂線的19°的角e以利于光的有效取出。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從該多個(gè)LED的頂部至該管的內(nèi)部頂部的距離h(圖2) 和該多個(gè)LED的密度是相關(guān)的。如果該距離h太小，從該管發(fā)出的光 可能是不均勻的，在該示例(直徑l英寸管，10個(gè)LED均勻地沿16 英寸散熱管間隔)中，距離h大約是H英寸。每單元長(zhǎng)度越多的LED, h可能是越小。該反射器48或平面部56可以大小確定為用以調(diào)整正 確的距離h。
在本發(fā)明中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在相同的應(yīng)用中與白光LED相比這里所揭 露的采用藍(lán)光LED和使該多個(gè)LED與磷光體分離減小該磷光體上的 熱負(fù)荷。進(jìn)一步地，使用遠(yuǎn)的磷光體提供自由更換具有不同磚光體混 合物的管以用于不同顏色應(yīng)用，而不用更換該散熱器和這些LED。當(dāng) 然，該散熱器可以易于擠壓并適合收容預(yù)先與這些LED組裝的電路板 以進(jìn)一步便于具有各種特性的燈的制造。這些LED也可以直接安裝在所提供的確保適當(dāng)絕緣的該散熱器上。
盡管已經(jīng)在前述的說(shuō)明書(shū)和附圖中描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng) 該理解的是，本發(fā)明是通過(guò)根據(jù)說(shuō)明書(shū)和附圖理解的下面的權(quán)利要求 所限定的。
權(quán)利要求
1.一種燈，其包括線型延伸的散熱器；沿所述散熱器長(zhǎng)度安裝在所述散熱器上的多個(gè)發(fā)光二極管(LED)；和安裝在所述散熱器上與所述多個(gè)LED共線的出光罩，所述罩的與所述多個(gè)LED相對(duì)的第一部包括磷光體，所述磷光體由來(lái)自所述多個(gè)LED的光激發(fā)。
2. 如權(quán)利要求1的燈，其中，所述罩包括安裝在所述散熱器上與 所述多個(gè)LED共線的管，所迷多個(gè)LED位于所述管外側(cè)，以及其中 所述管的距所述多個(gè)LED最近的第二部是透明的并接收來(lái)自所述多 個(gè)LED的光，所述第一部與所述第二部相對(duì)。
3. 如權(quán)利要求2的燈，其進(jìn)一步包括安裝在所述散熱器上并沿所 述管長(zhǎng)度延伸的第 一反射器，所述第 一反射器具有反射來(lái)自所述多個(gè) LED的光至所述第一部的反射面。
4. 如權(quán)利要求3的燈，其進(jìn)一步包括與所述第一反射器相對(duì)的安 裝在所述散熱器上并沿所述管長(zhǎng)度延伸的第二反射器，所述第二反射 器具有反射來(lái)自所述多個(gè)LED的光至所述第 一部的反射面。
5. 如權(quán)利要求4的燈，其中，所述第一和第二反射器連接于所述 管的外表面并保持所述管于所述散熱器上。
6. 如權(quán)利要求l的燈，其中，所述罩包封在所述散熱器上的所述 多個(gè)LED，并且其中所述罩的第二部連接于所述散熱器并具有反射性 的內(nèi)表面，該內(nèi)表面反射來(lái)自所述多個(gè)LED的光至所述第 一部。
7. 如權(quán)利要求1的燈，其中，所述多個(gè)LED發(fā)出具有波長(zhǎng)在 450nm至480賺范圍中的光，并且其中所述磷光體是YAG: Ce磷光 體。
8. 如權(quán)利要求1的燈，其進(jìn)一步包括在所述罩和所述散熱器相對(duì)兩端的端蓋，并且所述端蓋具有電連接器。
9. 一種燈，其包括 線型延伸的散熱器；沿所述散熱器長(zhǎng)度安裝在所述散熱器上的多個(gè)發(fā)光二極管 (LED);和安裝在所述散熱器上與所述多個(gè)LED共線的管，所述多個(gè)LED 在所述管外側(cè)，其中所述管的距所述多個(gè)LED最遠(yuǎn)的第一部具有涂覆 有磷光體的內(nèi)表面，所述磷光體由來(lái)自所述多個(gè)LED的光激發(fā)，并且 其中所述管的與所述第一部相對(duì)的并距所述多個(gè)LED 4交近的第二部 是透明的并接收來(lái)自所述多個(gè)LED的光。
10. 如權(quán)利要求9的燈，其進(jìn)一步包括安裝在所述散熱器上位于 所述多個(gè)LED的相對(duì)兩側(cè)并沿所述管長(zhǎng)度延伸的一對(duì)反射器，所述反 射器各具有反射來(lái)自所述多個(gè)LED的光至所述管的所述第一部的反 射面。
11. 如權(quán)利要求10的燈，其中，所述反射器連接于所述管的外表 面以保持所述管于所述散熱器上。
12. 如權(quán)利要求9的燈，其中，所述多個(gè)LED發(fā)出具有波長(zhǎng)在 450nm至480nm范圍中的光，并且其中所述磷光體是YAG: Ce磷光 體。
13. 如權(quán)利要求9的燈，其中，所述第一部是所述管的周圍的大 約一半，并且所述第二部是所述周圍的相對(duì)的一半，以及其中所述磷 光體涂覆所述第 一部的幾乎所述管的全部長(zhǎng)度的整體。
14. 如權(quán)利要求9的燈，其進(jìn)一步包括在所述管和所述散熱器相 對(duì)兩端的端蓋，并且所述端蓋具有電連接器。
15. —種燈，其包括 線型延伸的散熱器；沿所述散熱器長(zhǎng)度安裝在所述散熱器上的多個(gè)發(fā)光二極管 (LED);和安裝在所述散熱器上包封所述多個(gè)LED的出光罩，其中所述罩的與所述多個(gè)LED相對(duì)的第 一部是弓形并包括磷光體，所述磷光體由來(lái) 自所述多個(gè)LED的光激發(fā)，并且其中所述罩的第二部各在所述多個(gè) LED的相對(duì)兩側(cè)連接于所述散熱器，所述第二部具有反射性的內(nèi)表 面，該內(nèi)表面反射來(lái)自所述多個(gè)LED的光至所述第一部。
16. 如權(quán)利要求15的燈，其中，所述多個(gè)LED發(fā)出具有波長(zhǎng)在 450nm至480nm范圍中的光，并且其中所述磷光體是YAG: Ce磷光 體。
17. 如權(quán)利要求15的燈，其中，所述第一部的橫截面是半圓的， 并且所述第二部大體上是平的，其中所述磷光體內(nèi)嵌于所述第一部的 材料中，并且其中所述內(nèi)表面涂覆有涂層，所述涂層反射來(lái)自所述多 個(gè)LED的光。
18. 如權(quán)利要求15的燈，其進(jìn)一步包括在所述罩和所述散熱器相 對(duì)兩端的端蓋，并且所述端蓋具有電連接器。
全文摘要
一種燈包括線型延伸的散熱器，安裝在該散熱器上的發(fā)藍(lán)光的多個(gè)LED，和安裝在該散熱器上與所述多個(gè)LED共線的出光罩，該罩的與多個(gè)該LED相對(duì)的第一部包括磷光體，該磷光體被來(lái)自所述多個(gè)LED的光所激發(fā)以發(fā)白光。該罩可以是所述多個(gè)LED在管外側(cè)的該管，該管距該多個(gè)LED最近的部分是透明的并且接收來(lái)自該多個(gè)LED的光。該管可以包括連接于該管外表面的反射器以保持該管于該散熱器上。可選擇地，該罩可以包封在散熱器上的該多個(gè)LED，其中該罩的一部分具有反射來(lái)自該多個(gè)LED的光至該第一部的內(nèi)表面。該燈可以包括允許多個(gè)燈串聯(lián)的電連接器。
文檔編號(hào)F21S2/00GK101614337SQ20091013989
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者M·加爾韋斯, M·安克, R·斯皮爾, W·A·喬治 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司